專利名稱：發動機氣缸體加工表面水蝕缺陷的修復方法
發動機氣缸體加工表面水蝕缺陷的修復方法技術領域
本發明屬于發動機氣缸體再制造技術領域，尤其涉及一種發動機氣缸體加工表面水蝕缺陷的修復方法。
背景技術：
再制造是一種對廢舊產品實施高技術修復和改造的產業，其針對的是損壞或即將報廢的零部件，在性能失效分析、壽命評估等分析的基礎上，進行再制造工程設計，采用修復技術，將工件形狀及精度恢復，使再制造產品質量達到或超過新品。
發動機氣缸體水蝕是舊發動機氣缸體存在的普遍缺陷,在發動機氣缸體上平面、水套腔堵蓋孔對應位置及其它與水接觸表面等部位普遍存在。該缺陷不修復，在氣缸體被再制造后的使用中，會出現漏水、水套穿孔等嚴重問題，導致發動機不能正常使用，甚至報廢。又由于發動機氣缸體形狀復雜，加工面、孔等密集且精度要求極高，修復方法不當會造成相關尺寸超差而報廢，故水蝕缺陷的修復成為發動機氣缸體再制造過程中必須攻克的技術難關，若該缺陷不能實現修復，直接導致不能實現舊發動機氣缸體的再制造。
目前，對于發動機氣缸體加工表面水蝕缺陷的修復方法主要有以下兩種:
第一種方法采用修補劑對缺陷進行填補后再進行加工處理，恢復工件形狀和精度，修補劑填補方式是靠修補劑的粘合力將修補劑和氣缸體本體結合在一起，結合力弱，易脫落，修補劑是粉末物與粘合劑的混合物，以固化凝固方式結合于氣缸體本體上，強度和耐腐蝕力不足，使用壽命短；
第二種方法用普通焊接方式在缺陷部位進行焊材堆積，填補缺陷后進行加工處理，恢復工件形狀和精度。普通焊接方式是靠高溫將焊材與氣缸體本體熔化，使焊材堆積于氣缸體本體上，實現缺陷的修補，堆積過程中，氣缸體本體受熱影響區大，極易造成工件的變形而導致工件報廢，由于工件形狀復雜，難以實現焊接中的保溫等措施，焊接應力難以消除，使用中易出現裂紋等缺陷。發明內容
本發明所要解決的技術問題是:提供一種發動機氣缸體加工表面水蝕缺陷的修復方法，以解決現有的發動機氣缸體加工表面水蝕缺陷的修復方法不可靠導致難以實現對存在水蝕缺陷的發動機氣缸體再制造的技術問題。
為解決上述技術問題，本發明的技術方案是:發動機氣缸體加工表面水蝕缺陷的修復方法，包括依次實施的以下步驟:
( I)修磨缺陷部位表面，露出氣缸體本體；
(2)修磨所述氣缸體本體上的尖角或棱邊；
(3)除去所述缺陷部位的油質；
(4)重復步驟(I)、步驟(2)的修磨處理；
(5)清洗所述缺陷部位；
(6)用電火花離子微焊修補所述缺陷部位，使焊接部位與所述氣缸體的加工表面持平；
(7)修磨所述焊接部位，使所述焊接部位低于所述氣缸體的加工表面；
(8)用脈沖冷焊修補所述焊接部位，使所述焊接部位高于所述氣缸體的加工表面；
(9)將所述焊接部位磨至與所述氣缸體的加工表面持平。
作為一種改進，在步驟(3)中，利用燃燒法除去油質，所述燃燒法為在所述缺陷部位涂抹可燃介質并點燃。
作為進一步的改進，在步驟(7)中，所述焊接部位比所述氣缸體加工表面低0.1mm 0.2mmο
作為進一步的改進，在步驟(8)中，所述焊接部位比所述氣缸體加工表面高0.3mm 0.5mm0
作為進一步的改進，在步驟(I)和步驟(2)中采用鋼絲輪或者風動砂輪修整器修磨；在步驟(7)中采用金剛石磨具修磨；在步驟(9)中采用平面磨床磨削。
作為進一步的改進，所述電火花離子微焊的焊材為直徑2mm的鎳鉻合金；所述脈沖冷焊的焊材為0.1mm 0.2mm鎳鐵合金薄片。
采用了上述技術方案后，本發明的有益效果是:由于在焊接前對缺陷部位進行了修磨、除油、再修磨及清洗步驟，使可能對焊材與氣缸體本體結合造成影響的因素及可能造成焊接應力的因素全部徹底消除，有效保證后續焊接時焊材與氣缸體本體的良好結合；由于電火花離子微焊和脈沖冷焊均作用時間短，熱作用區極小，充分保證氣缸體本體無熱變形，從而保證被修復工件的相關尺寸精度，同時電火花離子微焊和脈沖冷焊的合理結合，對于水蝕缺陷的修復，既提高了效率，又保證了修復后組織致密無缺陷；由于焊接完成后，將所述焊接部位磨至與所述氣缸體加工表面持平，使工件形狀和精度得到全面恢復，從而恢復工件原有性能，完成了對發動機氣缸體加工表面水蝕缺陷的修復。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
一種發動機氣缸體加工表面水蝕缺陷的修復方法，包括依次實施的以下步驟:
(I)修磨缺陷部位表面，可采用鋼絲輪、風動砂輪修整器或其他修磨工具等，露出氣缸體本體；
(2)修磨該氣缸體本體上的尖角或棱邊，可采用鋼絲輪、風動砂輪修整器或其他修磨工具等；
(3)除去該缺陷部位的油質，利用燃燒法除去油質，該燃燒法為在該缺陷部位涂抹可燃介質并點燃，優選的，可燃介質包括酒精等醇類；
(4)重復步驟(I)、步驟(2)的修磨處理；
(5)清洗該缺陷部位，優選采用酒精清洗，當然也可以采用其他清洗液；
(6)用電火花離子微焊修補該缺陷部位，電火花離子微焊的焊材優選為直徑2mm的鎳鉻合金，使焊接部位與該氣缸體的加工表面持平；
(7)修磨該焊接部位，使該焊接部位低于該氣缸體的加工表面，優選的，該焊接部位比該氣缸體加工表面低0.1mm 0.2mm ；
(8)用脈沖冷焊修補該焊接部位，脈沖冷焊的焊材優選為0.1mm 0.2mm鎳鐵合金薄片，使該焊接部位高于該氣缸體的加工表面，優選的，該焊接部位比該氣缸體加工表面高0.3mm 0.5mm ；
(9)將該焊接部位磨至與該氣缸體的加工表面持平，優選平面磨床磨削。
實施例一:
修復發動機氣缸體上平面串水孔部位的水蝕缺陷，上平面串水孔為發動機氣缸體上的加工表面，其他加工表面上相應的缺陷修復過程相同，其包括如下步驟:
(I)根據缺陷部位的形狀，選用鋼絲輪修磨該缺陷部位表面，去除該缺陷部位表面氧化層、油污等不利于后續焊接過程中焊材與氣缸體本體結合的因素，露出該氣缸體本體；
(2)用鋼絲輪修磨該氣缸體本體上的尖角或棱邊，使該氣缸體本體上的尖角或棱邊實現圓滑過渡，避免后續焊接過程出現結合不良；
(3)在修磨后的缺陷部位涂上酒精并點燃，去除該氣缸體本體中浸入的油質；
(4)重復步驟(I)、步驟(2)的修磨處理；
(5)在修磨后的缺陷部位涂抹酒精，清洗該缺陷部位，避免后續焊接過程出現結合不良；
(6)利用電火花離子微焊機產生的高頻電壓將氣體擊穿形成離子氣，從而產生高達8000° C以上的電火花，利用電火花將可熔性陽極在氬氣保護下瞬間熔化到該氣缸體本體上，完成金屬堆積，使焊接部位與該氣缸體加工表面持平，實現缺陷快速修補，可熔性陽極優選直徑2mm的鎳鉻合金，由于電火花作業時間短，一般為I 10納秒，該氣缸體本體不發熱、不變形、不咬邊，該氣缸體本體與焊材結合為冶金結合，結合強度好；
(7)為了消除電火花離子微焊可能存在微孔缺陷的問題，用金剛石磨具修磨該焊接部位，使該焊接部位比該氣缸體加工表面低0.1mm ；
(8)采用脈沖冷焊機產生的大電流脈沖瞬間流過工件和焊材的結合面，使其迅速熔化結合，使該焊接部位比該氣缸體加工表面高0.3mm,焊材優選0.1mm鎳鐵合金薄片，由于脈沖冷焊作用時間短，沖擊電流大，熱作用區極小，使得該氣缸體本體無熱變形，該氣缸體本體與焊材間為冶金結合，結合強度高，焊材致密無缺陷，保證了后續焊接部位加工處理后，裸露焊材組織致密無缺陷，彌補了電火花離子微焊可能產生的微孔缺陷，且修補組織和顏色接近本體；
(9)采用平面磨床將該焊接部位磨至與該氣缸體加工表面持平，使工件形狀和精度得到全面恢復，從而恢復工件原有性能。
實施例二:
修復發動機氣缸體上平面串水孔部位的水蝕缺陷，上平面串水孔為發動機氣缸體上的加工表面，其他加工表面上相應的缺陷修復過程相同，其包括如下步驟:
(I)根據缺陷部位的形狀，選用風動砂輪修整器修磨該缺陷部位表面，去除該缺陷部位表面氧化層、油污等不利于后續焊接過程中焊材與氣缸體本體結合的因素，露出該氣缸體本體；
(2)用風動砂輪修整器修磨該氣缸體本體上的尖角或棱邊，使該氣缸體本體上的尖角或棱邊實現圓滑過渡，避免后續焊接過程出現結合不良；
(3)在修磨后的缺陷部位涂上酒精并點燃，去除該氣缸體本體中浸入的油質；
(4)重復步驟(I)、步驟(2)的修磨處理；
(5)在修磨后的缺陷部位涂抹酒精，清洗該缺陷部位，避免后續焊接過程出現結合不良；
(6)利用電火花離子微焊機產生的高頻電壓將氣體擊穿形成離子氣，從而產生高達8000° C以上的電火花，利用電火花將可熔性陽極在氬氣保護下瞬間熔化到該氣缸體本體上，完成金屬堆積，使焊接部位與該氣缸體加工表面持平，實現缺陷快速修補，可熔性陽極優選直徑2mm的鎳鉻合金，由于電火花作業時間短，一般為I 10納秒，該氣缸體本體不發熱、不變形、不咬邊，該氣缸體本體與焊材結合為冶金結合，結合強度好；
(7)為了消除電火花離子微焊可能存在微孔缺陷的問題，用金剛石磨具修磨該焊接部位，使該焊接部位比該氣缸體加工表面低0.2mm ；
(8)采用脈沖冷焊機產生的大電流脈沖瞬間流過工件和焊材的結合面，使其迅速熔化結合，使該焊接部位比該氣缸體加工表面高0.5mm,焊材優選0.2mm鎳鐵合金薄片，由于脈沖冷焊作用時間短，沖擊電流大，熱作用區極小，使得該氣缸體本體無熱變形，該氣缸體本體與焊材間為冶金結合，結合強度高，焊材致密無缺陷，保證了后續焊接部位加工處理后，裸露焊材組織致密無缺陷，彌補了電火花離子微焊可能產生的微孔缺陷，且修補組織和顏色接近本體；
(9)采用平面磨床將該焊接部位磨至與該氣缸體加工表面持平，使工件形狀和精度得到全面恢復，從而恢復工件原有性能。
實施例三:
修復發動機氣缸體的水套堵蓋孔的水蝕缺陷，水套堵蓋孔為發動機氣缸體上的毛坯表面，其他毛坯表面相應的缺陷修復過程相同，其包括如下步驟:
(I)根據缺陷部位的形狀，選用鋼絲輪、風動砂輪修整器或其他適合的修磨工具，修磨該缺陷部位表面，去除該缺陷部位表面氧化層、油污等不利于后續焊接過程中焊材與氣缸體本體結合的因素，露出該氣缸體本體；
(2)用鋼絲輪、風動砂輪修整器或其他適合的修磨工具，修磨該氣缸體本體上的尖角或棱邊，使該氣缸體本體上的尖角或棱邊實現圓滑過渡，避免后續焊接工序出現結合不良;
(3)除去該缺陷部位的油質，利用燃燒法除去油質，該燃燒法為在該缺陷部位涂抹可燃介質并點燃，優選的，可燃介質包括酒精等醇類；
(4)重復步驟(I)、步驟(2)的修磨處理；
(5)清洗該缺陷部位，優選采用酒精清洗，當然也可以采用其他清洗液；
(6)利用電火花離子微焊機產生的高頻電壓將氣體擊穿形成離子氣，從而產生高達8000° C以上的電火花，利用電火花將可熔性陽極在氬氣保護下瞬間熔化到該氣缸體本體上，完成金屬堆積，由于電火花離子微焊可能存在微孔缺陷，但對于毛坯表面的修復，無需消除微孔缺陷，因而使焊接部位比該氣缸體毛坯表面高0.3mm 0.5mm,實現缺陷快速修補，可熔性陽極優選直徑2mm的鎳鉻合金，由于電火花作業時間短，一般為I 10納秒，該氣缸體本體不發熱、不變形、不咬邊，焊材與該氣缸體本體的結合為冶金結合，結合強度好;
(7)采用小型樹脂砂輪將該焊接部位修磨至與該氣缸體毛坯表面持平，使工件的形狀和精度得到全面恢復，從而恢復工件原有性能。
本發明實施例提供的發動機氣缸體加工表面水蝕缺陷的修復方法，由于在焊接前對缺陷部位進行了修磨、除油、再修磨及清洗步驟，使可能對焊材與氣缸體本體結合造成影響的因素及可能造成焊接應力的因素全部徹底消除，有效保證后續焊接時焊材與氣缸體本體的良好結合；由于電火花離子微焊和脈沖冷焊均作用時間短，熱作用區極小，充分保證氣缸體本體無熱變形，從而保證被修復工件的相關尺寸精度，同時電火花離子微焊和脈沖冷焊的合理結合，對于水蝕缺陷的修復，既提高了效率，又保證了修復后組織致密無缺陷；由于焊接完成后，將該焊接部位磨至與該氣缸體加工表面持平，使工件形狀和精度得到全面恢復，從而恢復工件原有性能，完成了對發動機氣缸體加工表面水蝕缺陷的修復。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.發動機氣缸體加工表面水蝕缺陷的修復方法，其特征在于，包括依次實施的以下步驟: (1)修磨缺陷部位表面,露出氣缸體本體； (2)修磨所述氣缸體本體上的尖角或棱邊； (3)除去所述缺陷部位的油質； (4)重復步驟(1)、步驟(2)的修磨處理； (5)清洗所述缺陷部位； (6)用電火花離子微焊修補所述缺陷部位，使焊接部位與所述氣缸體的加工表面持平； (7)修磨所述焊接部位，使所述焊接部位低于所述氣缸體的加工表面； (8)用脈沖冷焊修補所述焊接部位，使所述焊接部位高于所述氣缸體的加工表面； (9)將所述焊接部位磨至與所述氣缸體的加工表面持平。
2.根據權利要求1所述的發動機氣缸體加工表面水蝕缺陷的修復方法，其特征在于，在步驟(3)中，利用燃燒法除去油質，所述燃燒法為在所述缺陷部位涂抹可燃介質并點燃。
3.根據權利要求2所述的發動機氣缸體加工表面水蝕缺陷的修復方法，其特征在于，在步驟(7)中,所述焊接部位比所述氣缸體加工表面低0.1mm 0.2mm。
4.根據權利要求3所述的發動機氣缸體加工表面水蝕缺陷的修復方法，其特征在于，在步驟(8)中,所述焊接部位比所述氣缸體加工表面高0.3mm 0.5mm。
5.根據權利要求4所述的發動機氣缸體加工表面水蝕缺陷的修復方法，其特征在于，在步驟(1)和步驟(2)中采用鋼絲輪或者風動砂輪修整器修磨；在步驟(7)中采用金剛石磨具修磨；在步驟(9)中采用平面磨床磨削。
6.根據權利要求5所述的發動機氣缸體加工表面水蝕缺陷的修復方法，其特征在于，所述電火花離子微焊的焊材為直徑2mm的鎳鉻合金；所述脈沖冷焊的焊材為0.1mm 0.2mm鎳鐵合金薄片。
全文摘要
本發明公開了一種發動機氣缸體加工表面水蝕缺陷的修復方法，屬于發動機氣缸體再制造技術領域，修磨缺陷部位表面，露出氣缸體本體；修磨所述氣缸體本體上的尖角或棱邊；除去所述缺陷部位的油質；重復修磨處理；清洗所述缺陷部位；用電火花離子微焊修補所述缺陷部位，使所述焊接部位與所述氣缸體的加工表面持平；修磨所述焊接部位，使所述焊接部位低于所述氣缸體的加工表面；用脈沖冷焊修補所述焊接部位，使所述焊接部位高于所述氣缸體的加工表面；將所述焊接部位磨至與所述氣缸體的加工表面持平。本發明有效保證焊接時焊材與基體的良好結合；同時電火花離子微焊和脈沖冷焊的合理結合，既提高了效率，又保證了修復后組織致密無缺陷。
文檔編號B23P6/02GK103192226SQ201310141168
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月22日 優先權日2013年4月22日
發明者韓繼勝, 王圣斌, 張蘭春, 丁韜, 楊生明, 孫占昌 申請人:濰柴動力(濰坊)再制造有限公司