發(fā)動(dòng)機(jī)缸體裂紋的原因分析及修補(bǔ)工藝

唐暉鋒 陸華輝 蒙力

摘 要：本文主要通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體裂紋的原因進(jìn)行分析，采取相應(yīng)的防范措施，并提出有效解決發(fā)動(dòng)機(jī)缸體裂紋問題的修補(bǔ)工藝，以高質(zhì)量修補(bǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體裂紋，使發(fā)動(dòng)機(jī)缸體能夠發(fā)揮出在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的功能，保障發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。創(chuàng)新發(fā)動(dòng)機(jī)缸體裂紋修補(bǔ)工藝，提高汽車修理水平，從而為汽車的安全行駛提供重要保障，推動(dòng)汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī);缸體;裂紋;原因;修補(bǔ)工藝

1 引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，汽車行業(yè)也取得了不錯(cuò)的成績(jī)，越來越多的人開始使用汽車，汽車數(shù)量逐漸增多。在汽車行業(yè)發(fā)展的過程中，不僅要從經(jīng)營(yíng)管理方面著手，還要關(guān)注汽車修理技術(shù)的研究和創(chuàng)新，以解決汽車運(yùn)行中發(fā)生的故障，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車行駛的核心動(dòng)力設(shè)備，而缸體則是發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要組成部分，必須予以高度重視，不容忽視。一旦發(fā)動(dòng)機(jī)缸體出現(xiàn)裂紋，卻未得到及時(shí)的修補(bǔ)，那么便很容易造成發(fā)動(dòng)機(jī)無法運(yùn)行。造成發(fā)動(dòng)機(jī)缸體裂紋的原因有很多，需要做好相應(yīng)的防范措施，若是直接更換氣缸，則會(huì)提高成本，因此要不斷地創(chuàng)新缸體裂紋修補(bǔ)工藝，以獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體裂紋的原因

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的材料通常來說都是灰口鑄鐵（如圖1），只是在型號(hào)上有所不同。這種材料具有以下特點(diǎn)：一是具有較高的強(qiáng)度，十分耐磨;二是具有較好的耐熱性，可抵抗較大幅度的震動(dòng);三是可承受一定范圍內(nèi)的彎曲應(yīng)力和壓力。這一材料的缺點(diǎn)則在于不具備良好的可塑性，很容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體出現(xiàn)裂紋的原因主要有以下幾種：第一，在制作汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的時(shí)候，并未進(jìn)行科學(xué)的人工處理，以致于出現(xiàn)了缺陷，整體質(zhì)量還有待提高;第二，缸體在低溫狀態(tài)下容易被凍裂而產(chǎn)生裂紋，另外在受到猛烈的撞擊之后也可能產(chǎn)生裂紋;第三，發(fā)動(dòng)機(jī)缸體中的活塞和曲軸安裝有問題，在維修的過程中沒有嚴(yán)格按照規(guī)定要求來執(zhí)行，暴力施工而致使缸體出現(xiàn)裂紋;第四，汽車駕駛?cè)藛T在開車的過程中，駕駛習(xí)慣不好，或是其他偶然事故造成缸體裂紋[1]。

3 防范發(fā)動(dòng)機(jī)缸體出現(xiàn)裂紋的有效措施

雖然引發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體出現(xiàn)裂紋的原因比較多，但同樣可以采取一定的防范措施來加以預(yù)防，避免發(fā)動(dòng)機(jī)缸體出現(xiàn)裂紋，主要措施有：一是要做好汽車保養(yǎng)，按照汽車行駛的里程數(shù)要求來進(jìn)行首保，檢查汽車中的各項(xiàng)設(shè)備，看是否能夠正常運(yùn)行;二是若是在冬季，則一定要給汽車做好防凍措施，可適當(dāng)?shù)乩梅纼鲆簛肀苊飧左w凍裂，需要注意的是所使用的防凍液一定要質(zhì)檢合格;三是在駕駛汽車的過程中，不可超速行駛，以免發(fā)動(dòng)機(jī)超負(fù)荷工作，導(dǎo)致缸體發(fā)生開裂;四是維持冷卻系統(tǒng)的正常運(yùn)行，要控制好發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度，避免溫度過高而出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象，以防缸體出現(xiàn)裂紋;五是要定期對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)，保養(yǎng)和維修的時(shí)候不可暴力拆卸缸體，裝配發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)候也必須按照相關(guān)要求來執(zhí)行，確保各配件質(zhì)量合格[2]。

4 有效解決發(fā)動(dòng)機(jī)缸體裂紋問題的修補(bǔ)工藝

4.1 解決灰口鑄鐵補(bǔ)焊的白口問題

灰口鑄鐵補(bǔ)焊技術(shù)，是較為常見的缸體材料焊接工藝，需要進(jìn)一步完善和改進(jìn)。特點(diǎn)在于鑄鐵并不具備良好的可焊性，最大的問題在于局部加熱，而鑄鐵的導(dǎo)熱性不強(qiáng)，當(dāng)鑄鐵因冷卻速度過快，呈液態(tài)凝固狀態(tài)時(shí)，很容易在焊接中出現(xiàn)“白口”現(xiàn)象，這會(huì)導(dǎo)致缸體材料變得硬而脆，容易出現(xiàn)裂紋。而且受熱脹冷縮的影響，由于鑄鐵無有效的可塑性，致使焊縫和焊接本體產(chǎn)生裂紋。為解決這一問題，可從以下幾個(gè)方面著手：首先，可將石墨化劑添加于焊縫金屬高溫中，但要避免石墨化劑擴(kuò)散于焊接區(qū)中。亦或是將銅添入至焊縫中，以避免缸體材料過硬;其次，在需按額金屬焊條的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)選擇熔點(diǎn)比較低的焊條，比如說鎳基焊條，這樣就不會(huì)因?yàn)闇囟冗^高，而導(dǎo)致石墨化劑擴(kuò)散，可提高焊縫的可塑性，降低應(yīng)力的負(fù)面影響;最后，在實(shí)施灰口鑄鐵補(bǔ)焊作業(yè)的時(shí)候，一定要先進(jìn)行預(yù)熱，完成焊接工作之后，則要做好保溫工作，避免冷卻速度過快而產(chǎn)生裂紋[3]。

另外，還要科學(xué)選擇焊接的方法，可根據(jù)焊接區(qū)域壁厚的情況而定。例如，若是焊接區(qū)域的壁厚不超過十毫米時(shí)，那么可以選擇手工電弧焊冷焊工藝。具體實(shí)施方法是：焊接的電流要小，焊接的速度要快，焊道要控制在十毫米至四十毫米之間，可根據(jù)實(shí)際情況來確定是分層焊，還是斷續(xù)焊;若是焊接區(qū)域的厚壁大于是毫米，但小于二十毫米，則可以實(shí)施手工電弧伴熱焊技術(shù)。這一技術(shù)在應(yīng)用過程中，一定要控制好預(yù)熱的溫度，至少要達(dá)到四百攝氏度，焊接的電流要大，速度要慢，采取連續(xù)焊方式。需要注意的是在焊接完成之后，一定要進(jìn)行保溫，避免過快的冷卻;若是焊接區(qū)的壁厚超過了二十毫米，那么便可以引用手工電弧熱焊技術(shù)。在進(jìn)行焊接之前，一定要進(jìn)行預(yù)熱，并且預(yù)熱的溫度要達(dá)到五百攝氏度，選擇大電流來進(jìn)行連續(xù)焊，將熔池的溫度控制在可控范圍內(nèi)，完成焊接之后，要再將溫度升至六百攝氏度。

4.2 優(yōu)化缸體裂紋檢測(cè)方法，做好焊前預(yù)處理工作

解決發(fā)動(dòng)機(jī)缸體裂紋，需要采取科學(xué)的缸體裂紋檢測(cè)方法，并且在實(shí)施修補(bǔ)工藝的時(shí)候，一定要先進(jìn)行焊前預(yù)處理工作，可從以下幾個(gè)方面來探討：第一，要先確定缸體出現(xiàn)裂紋的位置。應(yīng)當(dāng)將缸體表面清理干凈，無論是油污、還是鐵銹，都要進(jìn)行良好的處理，以使缸體保持潔凈，露出金屬本體。然后再根據(jù)實(shí)際情況來選擇合適的方法來確定裂紋位置。一是可采用煤油試驗(yàn)法。這一方法是準(zhǔn)備一定量的煤油，然后將缸體浸泡到煤油中，浸泡時(shí)間最短不可少于十分鐘，最長(zhǎng)不可超過二十分鐘。浸泡完畢之后，將缸體擦干凈，露出表層，然后涂上一層高嶺土，若是缸體有裂紋，那么有裂紋地方的煤油便會(huì)被涂粉所吸收，便可以準(zhǔn)確判斷缸體裂紋所在位置;二是超聲波探傷法。這一檢測(cè)方法充分利用了超聲波技術(shù)，當(dāng)缸體中存在裂紋時(shí)，超聲波便會(huì)在撞擊缸體金屬的時(shí)候，自動(dòng)返回。一般情況下，探傷鑄鐵的時(shí)候都選擇頻率在0.4兆赫茲至1.5兆赫茲之間的超聲波探傷儀器;三是水壓實(shí)驗(yàn)法。這一檢測(cè)方法，是在氣缸體上裝設(shè)氣缸蓋和襯墊，在進(jìn)水口處接入水壓機(jī)儲(chǔ)水罐，分別堵住其他的水道口，然后進(jìn)行十分鐘的水壓測(cè)試，若是缸體有裂紋，那么有裂紋的位置便會(huì)出現(xiàn)水珠;四是磁粉探傷法。實(shí)施此種檢驗(yàn)方式后，若缸體存在裂紋，那么磁力線的方向便會(huì)出現(xiàn)偏移狀況，可根據(jù)磁粉的紋路來判斷裂紋的具體位置。需要注意的是，在完成此次試驗(yàn)之后，要做好退磁工作。

第二，在確定好缸體裂紋的位置之后，則需要在實(shí)施焊接工藝之前，做好預(yù)處理工作。首先，要找到缸體裂紋開始的位置，標(biāo)記缸體裂紋結(jié)束的位置，然后在距離開始位置和結(jié)束位置三毫米至五毫米的位置，打一個(gè)止裂孔，以避免裂紋的范圍越來越大。之后，可充分利用角向平光機(jī)設(shè)備，來打一個(gè)坡口，破口要位于裂紋處，并且呈現(xiàn)”V”字形，寬度可控制在八毫米至十五毫米之間，深度值要根據(jù)實(shí)際情況來定，需確保無法看見裂紋。

5 結(jié)束語

加強(qiáng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體裂紋原因的分析，十分有必要，只有找到引發(fā)缸體裂紋的具體原因，才能實(shí)施針對(duì)性的措施來加以防范，為提高發(fā)動(dòng)機(jī)缸體裂紋修補(bǔ)工藝，則一定要先采用有效的措施來找到裂紋的具體位置，然后再實(shí)施有效的修補(bǔ)工作，以達(dá)到良好的修復(fù)效果，保障汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜勤，張渠，李寧，焦晶晶，劉亞莉，劉志虹.發(fā)動(dòng)機(jī)缸體破裂原因分析[J].中國(guó)材料科技與設(shè)備，2015（11）：38.

[2]劉占魁.發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和缸蓋裂紋的補(bǔ)焊技術(shù)[J].中國(guó)化工貿(mào)易，2017（5）.

[3]王國(guó)新.發(fā)動(dòng)機(jī)缸體裂紋及變形檢修[J].農(nóng)機(jī)使用與維修，2012（03）：88.