設備修復技術第1頁/共108頁6.1.2修復技術的分類及選擇

第2頁/共108頁6.1.2修復技術的分類及選擇1.選擇修復技術時應考慮的因素（1）修復技術對零件材質的適應性現有修復技術中的任何一種都不可能完全適應所有材料，因而其使用范圍總有它的局限性。如有的修復技術用來修復鋼質零件效果很好，但用來修復鑄鐵件，效果不一定好。修復技術對常用材料的適應性見表6-1。第3頁/共108頁6.1.2修復技術的分類及選擇（2）各種修復技術能達到的修補層厚度各種修復技術可能達到的修補層厚度是不同的，如圖6-2所示，鍍鉻層的厚度不宜超過0.3mm。圖6-2修復工藝能達到的修補層厚度1-鍍鉻2-滾花3-釬焊4-振動電弧堆焊5-手工電弧堆焊6-鍍鐵7-塑料粘補8-焊劑層下電弧堆焊9-金屬噴鍍10-鑲零件

第4頁/共108頁6.1.2修復技術的分類及選擇（3）由零件結構選擇修復技術的方法（4）零件修理后的強度修補層的強度、硬度，修補層與零件的結合強度是修理質量的重要指標。而各種修復技術在一般條件下能夠達到的修補層強度、硬度相差很大，如表6-2所示。第5頁/共108頁6.1.2修復技術的分類及選擇（5）修復工藝對零件力學性能的影響1）硬度與加工性2）耐磨性3）密實性（6）由精度選擇修復技術不同的修復技術能夠獲得的零件精度是不同的。修補層可以進行機械加工的，能獲得較高的精度。（7）考慮修復溫度對零件性能的影響第6頁/共108頁6.1.2修復技術的分類及選擇2.典型零件修復技術的選擇（1）軸修復技術的選擇見表6-3。（2）孔修復技術的選擇見表6-4。（3）齒輪修復技術的選擇見表6-5。（4）其他典型零件修復技術的選擇見表6-6。第7頁/共108頁6.2零件的修復工藝6.2.1機械修復法常用的機械修復法有鑲補、局部修復、塑性變形等方法。1.鑲補修復工藝（1）擴孔鑲套法箱體孔或軸的孔磨損后，可用擴孔鑲套方法修復，套與擴孔之間應有過盈，并以騎縫螺釘固緊，如圖6-3所示。（2）擴孔鑲螺套法箱體孔或復雜零件上的螺紋孔螺紋損壞后，可以擴孔后攻大一級的螺孔來修復，或用擴孔鑲套的方法，如圖6-4所示。第8頁/共108頁6.2.1機械修復法圖6-3擴孔鑲套法圖6-4鑲螺套法圖6-3擴孔鑲套法圖6-4鑲螺套法第9頁/共108頁6.2.1機械修復法（3）補強板修復法2.局部修復法（1）鑲齒修復法如圖6-6所示。也可在齒根接縫處輔以焊接加固。鑲上的輪齒按齒形樣板修整，或與其相配的齒輪對研，用手工精修齒形。圖6-5補強板法圖6-6鑲齒法第10頁/共108頁6.2.1機械修復法（2）鑲齒圈修復法多聯齒輪、齒輪軸及有花鍵孔的齒輪，當齒部損壞時，可用鑲齒圈的方法修復，如圖6-7所示。圖6-7鑲齒圈法第11頁/共108頁6.2.1機械修復法3.塑性變形修復法對塑性材料的零件，磨損后可采用塑性變形法：鐓粗、擠壓、擴張和滾花等方法。4.翻轉使用法（1）長絲杠（2）單向回轉的齒輪第12頁/共108頁6.2.2修復大型鑄件的金屬扣合法大型鑄件（特別是鑄鐵件）產生裂紋或折斷時，可采用扣合法來修復。1.強固扣合法（1）適用范圍這種方法適用于修復壁厚為8~40mm的一般強度要求的薄壁機件。（2）修復步驟①銑或鉆出波形槽；②鑲入波形鍵；③鉚擊。第13頁/共108頁6.2.2修復大型鑄件的金屬扣合法這樣，由于波形鍵的凸緣和波形槽相互扣合，便將損壞的二面重新牢固地連接為一整體（見圖6-8）。（3）波形鍵①尺寸②個數③材料④制作步驟第14頁/共108頁6.2.2修復大型鑄件的金屬扣合法(4)波形槽1）尺寸2）布置3）加工波形槽可在銑床、鏜床等設備上直接加工，也可借助鉆模用手電鉆就地加工。先用直徑等于d和b的兩種鉆頭分別按鉆模鉆孔，再用平底鉆锪平孔底至深度T，最后再用寬為b的鑿子修正波形槽寬度上的二平面。第15頁/共108頁6.2.2修復大型鑄件的金屬扣合法(5)鉚擊裝配鉚擊裝配時，用頻率高、沖擊力小的小型鉚釘槍垂直于鉚擊面鉚擊。先鉚凸緣，后鉚中間與連接部分，從兩端凸緣鉚起向中間推進，并輪換對稱鉚擊，最后鉚裂紋上的凸緣，并且不宜鉚得太緊，以免將裂紋撐開。以每層波形鍵鉚低0.5mm的厚度來控制其鉚緊度。為使波形鍵充分冷硬化，每個部位應先用圓弧面沖頭鉚其中心，再用平頭的沖頭鉚各部位的邊緣。第16頁/共108頁6.2.2修復大型鑄件的金屬扣合法2．強密扣合法(1)適用范圍對于承受高壓的汽缸和高壓容器等防止滲漏的零件，應采用強密扣合法(圖6-11)(2)修復步驟先把損壞的零件用波形鍵聯結成牢固的整體，再在兩波形鍵之間的裂紋或折斷面的結合縫上，每隔一定的距離加工一串綴縫栓孔，并使第二次鉆的綴縫栓孔稍微切入已裝好的波形鍵和綴縫栓(切割量0.5~1.5mm)，使形成一條密封的“金屬紐帶”，達到阻止流體受壓滲漏的目的。第17頁/共108頁6.2.2修復大型鑄件的金屬扣合法(3)尺寸綴縫栓的厚度t和孔的深度T可參考波形鍵中的t和波形槽中的T；綴縫栓的直徑d應按兩波形鍵之間的裂紋或折斷面間的長度來決定，通常選用φ5~φ8。(4)材料綴縫栓的材料與波形鍵一致，但在不重要的地方，可用低碳鋼或紫銅等軟質材料，以便于鉚緊。為防止綴縫栓在使用過程中脫落，可在孔的上部攻出螺紋，最后一個綴縫栓帶有螺紋并涂以環氧樹脂或無機粘結劑旋入，擰緊后，鋸去多余部分再鉚緊。第18頁/共108頁6.2.2修復大型鑄件的金屬扣合法3．優級扣合法(1)使用范圍優級扣合法主要用以修復在工作中要求承受高載荷的厚壁機件，如水壓機橫梁、軋鋼機主架、輥筒等。(2)修復方法單采用波形鍵扣合，還不能得到可靠的修復質量，須在垂直于裂紋或折斷面上鑲入鋼制的磚形加強件(圖6-12)。磚形加強件與機件連接大多采用綴縫栓，必要時再鑲入波形鍵。第19頁/共108頁圖6-11強密扣合法圖6-12優級扣合法第20頁/共108頁6.2.2修復大型鑄件的金屬扣合法(3)加強件的形式①楔形修復鑄鋼件時加強件可設計成楔形，如圖6-13所示。②十字形對受多方面載荷的機件，加強件可設計成十字形(圖6-14)。第21頁/共108頁6.2.2修復大型鑄件的金屬扣合法③X形采用X形加強件(圖6-15)，在鉚擊過程中還能使裂紋開裂處不斷拉緊。④特殊情況機件受沖擊負荷時，裂紋附近不用綴縫栓固定，以使修復區域能保持一定彈性(圖6-16)。第22頁/共108頁6.2.2修復大型鑄件的金屬扣合法(4)加強件的加工工藝先在坯料上按設計劃線，然后將坯料安放在機件需修復的部位，并用壓板壓緊，在四角上鉆孔，并插入定位銷，再按劃線鉆出所有綴縫栓孔。取下坯料，按綴縫線中心線銑去多余金屬，同樣把機件上加強孔中多余的金屬鉆掉，鉗工修正。第23頁/共108頁6.2.2修復大型鑄件的金屬扣合法4．熱扣合法

(1)使用范圍這種方法可修復大型飛輪、齒輪和重型機身。

(2)修復方法利用加熱的扣合件在冷卻過程中產生冷收縮而將損壞機件拉緊。

(3)形式分別如圖6-18和圖6-19所示。第24頁/共108頁6.2.3磨損件的電鍍修復1.電鍍的基本方法先將待鍍零件表面進行適當的預處理及鍍前處理。再將待鍍零件置于盛有電鍍液的電解槽內作為陰極，電解槽內的陽極通常由鍍層的金屬制成(如鍍銅時陽極制成銅棒)，有時陽極也用不溶解的金屬或導電體制成(如鍍鉻時用鉛-銻合金作陽極)。如鍍鎳時，工件為陰極，接電源負極；鎳為陽極，接電源正極。電流接通后，只要兩極間維持一定電壓(由外電源供給)，則陽極就不斷溶解形成金屬陽離子，被吸至陰極上就可獲得沉積層(即鍍層)。控制一定的條件(陰極電流密度、電解液成分、溫度、時間等)則可獲得所需的鍍層。第25頁/共108頁6.2.3磨損件的電鍍修復2.鍍鉻在零件表面鍍鉻不僅能修復零件磨損表面的尺寸，而且能改善表面質量，特別是表面的耐磨性。

(1)鍍鉻層的特性根據不同的電鍍條件，可獲得不同的物理-力學性能的鉻鍍層(見表6-7)。1）鍍鉻層的硬度2）鉻與基體的結合強度3）鍍鉻層的脆性第26頁/共108頁6.2.3磨損件的電鍍修復(2)鍍鉻層的厚度鍍鉻層的允許厚度為0.2~0.3mm，當受沖擊負荷或比壓大時，鉻鍍層厚度應盡量小些。(3)鍍鉻層的種類鍍鉻層可分為平滑鍍鉻層和多孔性鉻鍍層兩類。(4)鍍鉻層的使用范圍兩種鍍鉻層的使用范圍，見表6-8。第27頁/共108頁6.2.3磨損件的電鍍修復(5)多層鍍覆(6)鍍鉻工藝1）鍍鉻前的表面處理A．機械準備加工B．護屏和絕緣處理C．表面活化處理2）常用的電解液設備修理中常用的鍍鉻電解液的成分CrO3(150~250g/L)，H2SO4(0.75~2.5g/L)鍍鉻與其他電鍍不同，不能用鉻作為陽極，而用鉛銻合金作陽極。3）鍍鉻零件的熱處理第28頁/共108頁6.2.3磨損件的電鍍修復3．鍍鐵

(1)鐵鍍層的特性及其使用范圍鍍鉻已逐漸被鍍鐵或其他鍍種所代替。鍍鐵可用來修復磨損零件的尺寸。鐵鍍層與純鐵相比有較高的硬度和強度、耐磨性，但硬度增大會使脆性和疲勞強度降低，實用中硬度限制在HB160~180內。鍍鐵還有以下突出的優點：鍍鐵沉積速度快，平均每小時可使工件直徑加大0.6mm左右；一次鍍厚能力強，可達1~2mm(最佳厚度為1.2mm)；成本低廉，費用僅為鍍鉻的12%。第29頁/共108頁6.2.3磨損件的電鍍修復由于鐵鍍層的硬度和結合強度不太高，因此不宜用于過盈量大的配合和具有大比壓的摩擦配合。當磨損大于0.5mm時，可在鍍鐵的外層再鍍上一層鉻。修復同時具有沖擊和摩擦要求的零件時，為了提高硬度和鍍層的耐磨性，鍍鐵后應進行熱處理(滲碳或滲氮、淬火、回火)。為了防止淬火使鍍層失去韌性，鍍層的含碳量不能大于0.25%。第30頁/共108頁6.2.3磨損件的電鍍修復(2)鍍鐵工藝①鍍鐵前的準備工作②電解液成分和工藝參數見表6-9。③鍍鐵零件的熱處理鍍鐵后，由于氫滲入基體而增加鍍層的脆性，故應進行除氫的熱處理。方法是在油中或爐中加熱到150~200℃保溫1~3h，然后空氣冷卻即可。第31頁/共108頁6.2.3磨損件的電鍍修復4．刷鍍刷鍍也稱電刷鍍，是電鍍的一種類型。電刷鍍是一種在工件表面進行局部電沉積的高速電鍍新技術。

(1)刷鍍的原理刷鍍時，墊或刷在被鍍的陰極上移動，電刷鍍不需鍍槽，它以石墨為陽極，石墨外面包有吸水纖維材料(玻璃布、尼龍布，海綿)構成鍍筆，鍍筆接電源正極，工件作為陰極，接電源負極。電鍍時靠浸有電鍍液的鍍筆，在工件表面上以一定的往復運動速度涂刷，從而獲得所需厚度的鍍層。第32頁/共108頁6.2.3磨損件的電鍍修復(2)刷鍍與鍍槽電鍍的比較第33頁/共108頁6.2.3磨損件的電鍍修復(3)刷鍍的特點①鍍層有良好的性能刷鍍鍍層與基體金屬的結合強度比槽鍍的高，在鈦、鋁、銅、鉻及高合金鋼和石墨上也具有很好的結合強度。刷鍍鍍層還具有良好的耐磨性、耐蝕性②設備輕便簡單不用鍍槽，可在現場流動作業，重型零件可不拆卸就地修理。③靈活用途廣適用于碳鋼、鑄鐵、合金鋼、鎳和鉻、鋁、銅及其合金。④維修質量高刷鍍過程中工件的加熱溫度＜70℃，不會引起變形和金相組織變化。根據需要可獲得厚度0.01～3mm的鍍層。采用安培-小時計監控，電刷鍍層厚度的精度可達±10％。第34頁/共108頁6.2.3磨損件的電鍍修復(4)刷鍍技術的應用范圍概括講，刷鍍的應用有三方面：①對新制零部件進行技術維護；②對已使用過的零件進行修理；③改善零部件表面的理化性能。在修理工作中，常用于恢復磨損和超差零件的尺寸、大型和精密零件，如曲軸、油缸，柱塞、機體，導桿等局部磨損、擦傷、凹坑、腐蝕的修復。第35頁/共108頁6.2.3磨損件的電鍍修復(5)刷鍍的經濟性刷鍍的設備簡單、投資少、材料消耗費用低，大大節約能源，管理費用少，可現場維修，所以明顯降低了維修費用。例如，各類軸承的外圓孔和內孔，與各種轉動軸配合的孔，需要修復的尺寸一般小于0.1mm。采用電刷鍍技術修復，維修周期短，質量好，不需加工，修理成本僅占新件成本的10％~30％。第36頁/共108頁6.2.4金屬噴涂金屬噴涂又稱熱噴涂，是將熔融的金屬用噴槍噴到被保護的金屬表面上，并形成金屬保護層。這種方法的使用不受工件的尺寸與形狀的限制，也不需加熱，涂覆層的厚度通常為0.1～0.2mm。噴涂的方法有以下三種：1．火焰噴涂2．電弧噴涂3．等離子噴涂第37頁/共108頁1．火焰噴涂

(1)工藝過程把材料以棒狀或粉末狀送入氧-乙炔混合氣體燃燒的火焰中，并在火焰中熔化，然后用壓縮空氣以高速噴到基材表面上．在高溫下，壓縮空氣把熔融金屬從噴槍口噴射到制件表面上，熔融金屬被噴成許多小顆粒(霧化)并以很大的速度撞在已被清理(噴砂處理)過的粗糙表面上，撞成餅并貼在金屬表面，各顆粒之間也互相粘接，成層地堆積起由鱗片構成的金屬鍍層。

(2)條件①涂覆的金屬必須是在火焰區內可以熔融而不分解的，如鋅、錫、鉛，鋼以及不銹鋼等。②火焰是用乙炔或丙烷和氧燃燒而成，溫度可達3000℃。③噴砂處理第38頁/共108頁6.2.4金屬噴涂2．電弧噴涂(1)工藝過程采用兩根互相絕緣的線材作為電極，當它們被送到相交點時，在直流電作用下，即產生電弧，并開始熔融，然后被壓縮空氣霧化并以高速噴到工件表面。(2)適用范圍它適用于噴涂熔點較高的金屬，如不銹鋼、蒙乃爾合金等。對鈦、鈮等易于氧化或氮化的高熔點金屬，需在排除空氣的封閉空間內，以高頻電源加熱熔化線材，利用惰性氣體進行霧化、噴涂。第39頁/共108頁6.2.4金屬噴涂3．等離子噴涂（1）工藝過程等離子噴涂技術是利用兩電極間的電弧，受到惰性氣體的壓縮，在噴嘴口產生等離子火焰，溫度可超過5500℃，將注入噴腔體內的金屬粉末熔化并以高速噴到工件表面。(2)等離子火焰生成的原理等離子噴涂原理如圖6-23所示。圖6-23等離子火焰發生裝置原理圖1-鎢極2-電源3-噴嘴4-火焰5-工件第40頁/共108頁6.2.4金屬噴涂4．金屬噴涂的應用

(1)鋁噴涂層鋁噴涂層或鋅噴涂層在大氣中對鋼鐵件具有良好的保護性能，它們是鋼鐵的陽極保護層。鋁不但對大氣中而且在海洋氣候、酸性環境以及含硫的工業大氣中與鋅相比均具有比較優良的抗蝕性。噴鋁還用來保護高強度鋁以提高其表面的抗蝕性。此外噴鋁層用來防止硫酸的腐蝕。（2）錫噴涂層噴錫層經過拋光用于食品工業。銅或其合金噴涂層用于功能性修復等。（3）鎳鉻噴涂層為提高鋼鐵的耐高溫性能，可以噴鎳鉻合金后經1100℃熱處理獲得擴散層，能抗900℃的高溫氧化。如有SO2氣體時還可以再噴上一層鋁，以防止高溫含硫氣體的侵蝕。第41頁/共108頁6.2.5塑料涂敷與粘補1．塑料的特性塑料是合成的高分子材料之一，它的主要成分是合成樹脂。在設備零件的修復方面，塑料應用較廣是因它具有如下的優點：抗咬焊性，抗爬行性，優良的耐磨、減磨性，比強度高，良好的成型和機械加工性，良好的粘接性，吸振性和消聲作用，優越的化學穩定性和電絕緣等性能。但與金屬相比，塑料也有較大的缺點：耐熱性差，易老化，蠕變及冷流動性大，導熱率低，熱膨脹系數大，硬度低（一般在HB50以下）。第42頁/共108頁6.2.5塑料涂敷與粘補2．設備修理時工程塑料的選用(1)鑲嵌或涂敷塑料對磨損零件，可采用鑲嵌或涂敷塑料的方法進行修復。如填充聚四氟乙烯，具有耐磨，剛性好、承載能力高等優點，用來作機床導軌鑲板是最理想的材料。(2)使用塑料的配對件對于一些貴重精密零件的配對件，可以使用塑料件以保護精密零件不受磨損。如MC尼龍，強度、耐磨性高，并可澆注成型，可用作大型車床進給絲杠螺母。此外，用作鐵板壓延機上萬向聯軸節滑塊，壽命可比銅制的高二倍以上。(3)用作保護的塑料件機床超負荷時往往由于裝了一個塑料齒輪而起了安全保險作用。第43頁/共108頁6.2.5塑料涂敷與粘補(4)減少噪聲的塑料件(5)減摩塑料軸承在設備修理時，對于一些銅軸承和銅瓦都可以用塑料代替。對不易潤滑的部位，可使用具有減摩自潤滑作用的塑料，如MC尼龍。聚四氟乙烯(F-4)可作各種無油潤滑活塞環、填料及密封圈等，如用作蒸汽錘的密封盤根，使用溫度可達250℃以上，壽命比石棉盤根提高數十倍。第44頁/共108頁6.2.5塑料涂敷與粘補(6)抗腐蝕的塑料件如聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯(F-46)能耐沸騰的鹽酸、硫酸、硝酸及王水，并能耐各種有機溶劑的腐蝕，其乳液可涂于金屬表面，制成各種在腐蝕介質中工作的零件，如密封圈等。但這種材料的剛性差、強度低、流動性大，這是缺點。又如聚苯醚(PPO)可以制作在高溫下工作的精密齒輪、軸承等摩擦傳動零件。第45頁/共108頁6.2.5塑料涂敷與粘補3．塑料涂敷將塑料涂敷在金屬零件表面，能利用它的抗咬焊、耐磨、耐蝕、絕緣等特性來彌補金屬基體這些性能的不足。而機件的強度、剛性等仍由金屬基體保證。低壓聚乙烯、尼龍1010、氯化聚醚等塑料均能作為涂層，可根據機件用途和掌握的涂敷方法等條件來選擇。涂層厚度一般在0.1～0.5mm為宜，常用的涂敷工藝有下列三種：(1)沸騰熔敷法(2)火焰噴涂法(3)熱熔敷法第46頁/共108頁6.2.5塑料涂敷與粘補(1)沸騰熔敷法①工藝過程先將經過表面處理的工件預熱至塑料的熔點以上，然后將熱工件迅速浸入被CO2氣體或壓縮空氣吹成沸騰狀態的塑料粉末中，經過很短時間即取出冷卻，工件表面就形成涂層。②特點這種方法的優點是不需要溶劑，簡便，設備簡單，塑料變質程度小，厚度均勻而且平滑，在復雜形狀的工件上可迅速敷以涂層，生產率高。其缺點是不能熔敷大件，不能現場施工，工件預熱表面易氧化，使涂層附著強度受到影響。第47頁/共108頁6.2.5塑料涂敷與粘補(2)火焰噴涂法火焰噴涂法是用塑料噴槍將樹脂粉末噴到經過凈化處理及預熱的工件上。當塑料粉末經過高溫火焰區時，呈熔融或半熔融狀態，粘附于熱的工件表面上，直至達到所需的厚度為止。第48頁/共108頁6.2.5塑料涂敷與粘補（3）熱熔敷法將工件先進行加熱，然后用不帶火焰的噴槍把塑料粉末噴上工件，或將加熱的工件蘸上一層粉末，借工件熱量來熔融，冷卻后即形成塑料涂層。熱熔敷法噴槍不帶燃燒系統，可用噴漆噴槍，避免有害氣體產生，涂層質量高、美觀、粘結力大，塑粉損失小，容易控制。第49頁/共108頁6.2.5塑料涂敷與粘補4．塑料粘接在設備修理時，對某些斷裂件、磨損件用塑料進行粘接修復或補償尺寸，可以獲得多快好省的效果。根據不同材料，有三種不同的粘接方法。（1）熱熔粘接法（2）溶劑粘接法（3）膠粘劑粘接第50頁/共108頁6.2.5塑料涂敷與粘補（1）熱熔粘接法熱熔粘接法主要用于熱塑性塑料之間的粘接。先利用電熱、熱氣或摩擦熱將粘合面加熱熔融，然后疊合，加上足夠壓力，直到冷卻凝固為止。大多數熱塑性塑料加熱到230—280℃就可進行粘接。第51頁/共108頁6.2.5塑料涂敷與粘補（2）溶劑粘接法非結晶性、無定形的熱塑性塑料，要加單純的溶劑(含有該塑料的溶液或含該塑料單體的溶液)才能粘接。含塑料的溶液有利于填充縫隙及凹點，降低固化速度，使溶劑很好地滲入粘合面，以減少粘接點的收縮，避免因收縮而產生的應力。溶劑的揮發性不宜太快和過慢。快干溶劑有甲酮、乙酮、丙酮、醋酸乙酯和二氯乙烷；中等干燥速度的有三氯乙烯、過氯乙烯等。溶劑配方可參考有關資料。第52頁/共108頁6.2.5塑料涂敷與粘補（3）膠粘劑粘接將兩個物件用膠粘劑膠合在一起，并在接頭部分具有足夠粘接力，這些膠粘劑可以粘接各種材料，如金屬與金屬、金屬與非金屬、非金屬與非金屬都能粘接。近年來，這種方法的工藝發展很快，品種和質量都也在不斷發展和提高。第53頁/共108頁6.2.6焊接修復一般的低碳鋼、中碳鋼與合金鋼均具有良好的可焊性，用這些材料制成的零件采用焊接修復時，主要是考慮受熱變形的問題。鑄鐵件和淬火件在采用焊接修復時，工藝上必須采取相應的措施才能保證焊接質量。第54頁/共108頁6.2.6焊接修復1．鑄鐵件的焊接修復(1)鑄鐵件在焊接修復時的主要困難由于鑄鐵是可焊性不良的一種材料，采用焊接修復時會產生下面幾種主要困難：①焊接接頭易產生白口組織②焊接接頭易產生裂紋③焊縫易產生氣孔此外，鑄鐵組織、零件結構形狀與對焊接修復要求的多樣性，也使鑄鐵焊接復雜化。第55頁/共108頁6.2.6焊接修復(2)焊接工藝的種類①熱焊和半熱焊修復在零件焊接前要進行高溫預熱，預熱可用大的煤氣火焰噴嘴或加熱爐進行。用氣焊或電焊的方法可以達到滿意的焊接效果(焊后緩冷，并時效處理)，這適合于鑄造車間修復鑄件毛坯的缺陷，用與基體相同材質的焊條可達到加工后看不出焊接修復痕跡的效果。但是，這種熱焊由于勞動條件差，生產效率不高，周期長，需要加熱和保溫爐，而加熱又將使零件變形，失去原有精度，因此應用受到限制。第56頁/共108頁6.2.6焊接修復②冷焊修復冷焊就是在常溫下或只對工件進行低溫預熱然后施焊。冷焊比較簡便、經濟，勞動條件也好，是一種極有前途的方法。鑄件冷焊要求焊后有較高的強度、嚴密性，并可進行切削加工．這就需要用特殊的焊條，如銅鐵系焊條、鎳銅系焊條和鎳鐵系焊條等。使用銅鐵系焊條冷焊，焊縫的抗裂紋能力強，具有相當高的強度，但存在白口層和淬硬組織不利于切削加工。使用鎳銅系焊條冷焊，則焊接接頭的加工性能較好，熔合區的白口層和淬硬層很薄，但接頭強度和抗裂紋能力不如銅鐵系焊條，更不宜用來補焊面積較大的缺陷或剛度很大的工件。常用的鎳銅合金是蒙耐爾合金。第57頁/共108頁6.2.6焊接修復（4）堆焊修復應用舉例[例1]修復鑄鐵齒輪的斷齒(見圖6-27)可在齒形中心線上裝上一個或幾個螺釘，將齒形堆焊出來(留加工余量)，每次熄弧后都要錘擊焊縫，最后按齒形樣板加工齒形。[例2]修復螺孔為恢復螺孔原有的尺寸和形狀，且焊后不必加工螺紋的方法是：用紫銅車制同樣尺寸的螺紋，將它擰在損壞的螺孔中，然后沿裂紋開坡口堆焊，焊后空冷，擰下銅螺釘，用絲錐稍加整修即可。[例3]修復損壞的地腳螺釘孔或螺釘孔當螺孔被打掉一塊時，修復工藝如圖6-28和圖6-29所示。先在螺孔內插入一根直徑相同的紫銅棒或石墨棒，堆焊后取出石墨棒，再修理螺紋即可。第58頁/共108頁6.2.6焊接修復圖6-27堆焊齒形圖6-28地腳螺釘孔裂紋的焊接修復第59頁/共108頁6.2.6焊接修復圖6-29螺釘孔缺口的焊補圖6-30坡口形狀1-紫銅或石墨模芯2-缺口（a）圓形（b）尖形第60頁/共108頁6.2.6焊接修復(5)特制鎳銅合金焊條的應用這種焊條是采用?l.5mm的鎳銅合金(蒙耐爾合金)絲為焊條芯，用低氫型堿性涂料制成的一種專用焊條，可用它來修復機床導軌的嚴重劃傷。其優點是：焊縫強度可靠，硬度與導軌一致，可刮削加工，顏色一致看不出焊疤，加工方法簡單，導軌不會變形，使用時焊縫與導軌表面磨損一致而均勻。第61頁/共108頁6.2.6焊接修復2．鋼制精密淬火零件的焊接修復(1)焊接修復淬火零件的困難在機修中，經常遇到損壞的零件或工具,它們是由合金結構鋼、合金工具鋼或中碳鋼制成，且經過熱處理，具有高的硬度和較高的幾何精度，焊修復時有如下困難：①焊接時易產生很大的殘余應力而形成冷裂紋；塑性差的焊縫易產生熱裂縫。②產生的CO2來不及逸出而造成氣孔。③焊縫強度低。第62頁/共108頁6.2.6焊接修復④在零件的熱影響區極易產生退火和變形，使零件失去原來的硬度和幾何精度。⑤焊前、焊后不經熱處理．往往不能恢復原有的力學性能，多次進行熱處理則會因熱變形和高溫氧化而失去原有的尺寸精度和表面粗糙度。因此，必須采用特殊的焊條和相應的焊接方法。第63頁/共108頁6.2.6焊接修復(2)特殊焊條的應用高合金耐磨l號焊條和低合金耐磨2號焊條就屬這種焊條，焊后工件不需經過整體的熱處理．硬度即可達到HRC35~62。只要采取適當的焊接方法，硬度就能控制在這個范圍內，這種焊條還具有優良的抗裂性，焊縫強度高，且保持原有精度。第64頁/共108頁6.2.6焊接修復(3)精密零件焊接修復應用舉例用焊接的方法可以修復牙嵌式離臺器磨損的楔牙工作面、凸輪或鼓輪工作面、摩擦片殼的方槽、主軸局部裂紋、剪床刀片的局部缺口、磨損的齒輪硬齒面或斷牙等精密淬火零件。對于精密軸型零件的局部損壞，如花鍵、螺紋、軸頸等的磨損或裂紋的修復，除了要考慮以上問題之外，主要的難度是零件細長，容易彎曲變形。焊條焊芯宜選用低碳鋼絲（08），直徑φ1．6mm或φ2．0mm較好，藥皮選低氫型涂料如中碳堆焊焊條。第65頁/共108頁6.2.6焊接修復焊接時，堆焊部位用丙酮清洗后，要用布或石棉繩將堆焊部位臨近的軸表面包扎好，以免焰化金屬飛濺上去，然后浸入水中，露出堆焊部位，施焊注意事項同前。焊長一次不超過40mm，工件冷到30℃以下(水面不起氣泡，不發出“茲茲”聲)再起弧。焊后頂在車床上用百分表檢查。若有小變形，可用修正頂尖孔的方法校正再加工。第66頁/共108頁6.3典型零件的修復工藝經過修理的零件，因受修理工藝的影響，性能已與新件不完全相同，因此在修復零件時應考慮性能的變化。通常對于精密零件修復后的質量應偏重于剛度，而對于一般的零件則偏重于強度。下面介紹金屬切削機床典型零件的修復方法。第67頁/共108頁6.3.1床身和導軌的修理l．修理要求（1）床身和導軌進行修理的實質都在于恢復它們的平面度和直線度。（2）使兩組導軌之間的幾何位置以及導軌與主軸回轉中心線之間得到準確的位置關系。第68頁/共108頁6.3.1床身和導軌的修理2．修理方法（1）磨削法這種方法不僅能大大減少鉗工的刮研工作量，最主要的優點是磨削后的表面比刮削的耐磨。（2）精刨及手工刮削修理導軌還可用精刨代替刮研。在沒有磨床或龍門刨床的情況下，可采用手工刮削法進行修理。磨損量在0.1～0.5mm或導軌表面拉傷的痕深在0.5mm以下者，如果條件允許，用磨削或精刨為宜。研傷較重時，還可用機械修補法修理。第69頁/共108頁6.3.2主軸及軸類零件的修理1．主軸的修理（1）修理要求修理機床主軸時，應保證前后主軸軸頸的同心度以及其他軸頸、錐孔與主軸軸頸的同心度均在允許公差范圍之內。而且各表面不應有砸傷、刻痕，軸頸、錐孔等的幾何精度、表面粗糙度也應在要求的公差范圍之內。（2）修理前的準備工作①檢查硬度是否足夠，如不夠，在修理前可鍍鉻或進行熱處理，使軸頸達到規定的硬度。②還應考慮與軸相配的軸承的情況，以選擇比較合適的修理工藝．對于滾動軸承的軸頸，由于軸承的內圈是標準的，因此應將主軸頸恢復至規定的尺寸。如果主軸頸磨損輕微，亦可將滾動軸承內圈鍍鉻或鎳，使內圈減小。第70頁/共108頁6.3.2主軸及軸類零件的修理（3）滑動軸承軸頸磨損不大時的修理方法可用磨床磨削或用可調研磨套進行研磨、長條平板研磨，雙輪珩磨以及油石高精度珩磨等方法修理。①磨床磨削此種方法可獲得l~2級精度和Ra1．6~0.2μm的表面粗糙度，而且效率高，因此應用廣泛。通常可在外圓磨床上進行精磨修理。主軸頸修理達到要求之后，再通過調整軸瓦間隙，使主軸頸與軸瓦間得到正確配合，但須注意，磨削時磨削量要小,只要磨圓即可。②研磨套研磨如圖6-33所示，研磨套1具有螺旋形開口間隙，通過調節螺釘3調節研套夾具2，使研磨套開口間隙發生變化，從而使研磨套與主軸軸頸獲得合適的間隙。第71頁/共108頁6.3.2主軸及軸類零件的修理③長條平板研磨長條平板研磨操作方法與銼削大致相仿。研磨時先將洗凈的主軸裝于車床兩頂尖之間，雙手握持長條研磨平板，同時在研磨處及平板上薄薄地涂抹一層研磨劑，然后開動機床，主軸隨即旋轉。研磨板沿軸向往復移動時，軸頸即得到全面研磨。第72頁/共108頁6.3.2主軸及軸類零件的修理④雙輪珩磨如圖6-34所示，將主軸1裝于車床兩頂尖間，兩個珩磨輪2和3按相反方向安裝，一個裝卡于刀臺上，另一個固定在大溜板的磨輪架上，在可調彈簧力的作用下，均勻地與被磨軸頸接觸。當主軸以轉速n1旋轉時，由于摩擦力的作用，珩磨輪繞自身軸線以轉速n2旋轉。第73頁/共108頁6.3.2主軸及軸類零件的修理珩磨輪的材料，磨淬火鋼時宜用碳化硅或碳化硼，其粒度在粗磨時先用W20，可以磨得快些，粗磨后換用W10磨料，能夠獲得較低的表面粗糙度。圖6-35所示為珩磨輪結構圖，由磨輪l、輪軸2、彈簧3及主體4等組成，其結構簡單，使用調節方便，一般工廠都能制造和使用。第74頁/共108頁6.3.2主軸及軸類零件的修理⑤油石高精度珩磨油石高精度珩磨如圖6-36所示，將油石2裝卡在珩頭體4內，珩頭體4則固定在普通車床刀架上，借助彈簧3的壓力與工件l接觸，隨著溜板作往復運動，在工件高轉速及充足的冷卻潤滑條件下進行光整加工，此種方法較為簡便。第75頁/共108頁6.3.2主軸及軸類零件的修理（4）滑動軸承軸頸磨損很大時的修復如果主軸軸徑的磨損量很大，已超過軸瓦的調節范圍時，與軸頸相配合的軸瓦也因磨損嚴重而需要更換，則主軸軸頸的修理應根據新配制的軸瓦而定。通常新軸瓦均系標準尺寸，因此主軸頸也應按標準尺寸修理。當上述各種修理方法已不適用于此種情況時，應采用金屬噴鍍法或振動堆焊法進行修理。噴鍍、堆焊后的軸頸均須進行機械加工，磨削至規定尺寸，并達到所要求的表面粗糙度。第76頁/共108頁6.3.2主軸及軸類零件的修理至于恢復主軸標準尺寸的工藝選擇，應根據軸頸磨損的情況而定。如果主軸磨損不十分嚴重，需要恢復的尺寸在0.6mm以下，可采用鍍鉻法。鍍鉻前須經磨圓(磨量要小)，鍍后按軸瓦磨削至要求尺寸。如果主軸磨損嚴重，需要恢復的尺寸在0.6mm以上。應采用金屬噴鍍、振動堆焊等方法進行修理。若受條件所限，也可用鑲套法修理。但鑲套的厚度不應小于1．5mm，鑲套前先把軸車細，并車好套(應具有一定的過盈量)，再將套加熱(或冷卻軸)鑲在軸上，然后車削、熱處理、磨削至要求的尺寸。鑲套時還應考慮主軸結構是否能夠下套。由于鑲套后主軸的強度要降低，因此不能滿負荷工作。第77頁/共108頁（5）主軸其他部位的修理①錐孔受傷如錐孔失去精度、嚴重拉傷、溝痕明顯等損傷，即使錐孔磨損輕微，無劃痕，也應檢驗其形狀是否正確。方法是先擦凈錐孔并涂一薄層涂料，然后把塞規放入孔內轉動幾次，根據塞規表面著色情況判斷：若著色面積占70%，且分布均勻，說明錐孔形狀正確，否則應進行修理。錐孔磨損不大，可用磨削或刮刀刮削的方法修理。若有拉傷、溝痕，應先車孔，然后精車或精磨。但去掉的金屬層不得過厚，以保證標準頂尖能正確安裝。去掉金屬層較厚時，可按標準頂尖外錐配制頂尖襯套。②支承面主軸的支承端面如果磨損輕微(端面圓跳動未超過允差)，可不進行修理。否則應精車。此項工作最好在試車時根據安裝以后的情況修正。③鍵槽磨損可以補焊，然后銑出鍵槽。修補時注意選擇合適的工藝，以免產生熱應力。磨損輕微時也可銑掉鍵槽，改大鍵槽，再重新配鍵。④螺紋損壞可重新修扣，然后再配螺母。注意螺紋在軸中部時，修配的螺母小徑不得小于螺紋一端所有軸頸的大徑，這樣才能使螺母進入軸中部。第78頁/共108頁6.3.3滑動軸承的修理滑動軸承由于磨損嚴重、工作面被拉傷、瓦殼斷裂以及軸頸咬住等原因而不能繼續使用時，需要修理。修理前也應考慮可修復性和經濟性。修理方法由損壞情況而定。第79頁/共108頁6.3.3滑動軸承的修理1．軸向可調式滑動軸承的修理如果軸承內表面磨損均勻或軸承本身仍有足夠的調節余量，則可先修磨損不圓的軸頸，然后調整間隙。若軸承已無調整余量。可按圖6-39所示的方法進行修理。圖6-39(a)為軸向可調節的滑動軸承，當調節量完全沒有時，可將軸襯2在大端的螺紋車長，而將軸襯小端螺紋車小，并將調節螺母3改成圖6-39(b)中螺母3的形狀。圖6-39軸向可調滑動軸承的修理1-螺母2-軸襯3-調節螺母第80頁/共108頁6.3.3滑動軸承的修理2．徑向可調滑動軸承的修理若內徑磨損輕微，可通過撤墊和加工軸瓦接觸面的方法來調整間隙。如果軸瓦內徑磨損嚴重，可用金屬噴鍍法修補。它的特點是利用改變軸承的幾何尺寸，使其內徑變小，而在外徑表面上噴鍍一層金屬層。再經機械加工而將其修復。第81頁/共108頁6.3.4齒輪的修理1．齒輪常見的損壞形式（1）由于過載或齒部受反復的彎曲應力的作用，齒根部產生裂紋而斷裂。（2）齒輪工作面由于承受反復變化的接觸應力而產生疲勞層，慢慢剝落，出現小坑疤。（3）兩嚙合齒輪的表面，由于維護保養差，潤滑不足而發熱，兩齒面膠合。（4）輪齒磨損。第82頁/共108頁2．利用變位齒輪原理修復齒輪通常小齒輪比大齒輪磨損嚴重，因此往往只修理大齒輪，小齒輪需另外配制。大齒輪經過修理后，齒高減小。為了保持中心距不變，小齒輪的齒高將相應增高，因此要用變位齒輪的原理對齒輪的尺寸重新進行計算。此外，在機械設備的修理中經常出現的問題有：用模數齒輪更換徑節齒輪(進口設備)，以及為使車床導軌刮研后(溜板箱的高度下降)，小齒輪仍能與齒條正常嚙合，此時也要采用變位齒輪的原理計算齒輪的修配尺寸。第83頁/共108頁[例1]C630-1車床的一對齒輪，它們的齒數和模數分別為Z1＝20,Z2＝80,m=3。由于小齒輪磨損嚴重，修理時想利用高度變位齒輪的中心距和傳動比不變的特點，對大齒輪采取負變位修理，小齒輪按正變位配制。第84頁/共108頁3．鑲焊齒環修理法如果輪齒磨損嚴重，特別是輪齒被打光，但內花鍵孔及其他部位仍然完好，有修復的價值，此時可采用鑲焊齒環的方法修復。其工藝如下：（1）將損壞的齒形部分車去，所留齒輪心部如圖6-43所示的剖面線部分。（2）制備齒環①先鍛造齒環毛坯，毛坯材料盡量選用與原齒輪相同的或性質相近的材料。②將鍛件退火。③車削，齒環內圓與齒輪心部外徑為過渡配合并倒出焊接坡口第85頁/共108頁（3）壓合并焊接齒環，精車余量。（4）加工齒形，并對齒形部分進行熱處理(表面處理達到要求的硬度)。（5）磨合及檢驗將修復的齒輪放在磨合臺(圖6-44)上進行磨合和精度檢驗。心軸3的數量視被磨合齒輪6的數量而定。如果軸的直徑一定，應根據齒輪內孔直徑配備軸套，以磨合孔徑不同的齒輪。齒輪架2的槽做成光滑曲線形，用以調整齒輪中心距。圖6-43車去齒形圖6-44齒輪磨合臺

1-底座2-齒輪架3-心軸

4-蝸桿副5-電動機6-被磨合的齒輪第86頁/共108頁對于齒形誤差大、接觸精度不良的齒輪，應在齒面上加少許研磨膏，進行對研。注意被磨合齒輪的齒形誤差不能太大，并要求有一定的表面粗糙度。工作轉速一般取60~100r／min，不宜太高或過低。磨合時間為20~40min，根據被磨合齒輪硬度隨時檢查而定，但齒厚減薄不能太多。研后的齒輪必須清洗干凈，不得殘留研磨膏。最后將齒輪打號存放。第87頁/共108頁4．焊補修理法如果個別輪齒被打壞，一時又無備件予以更換，可采用此法修理(適于手動或低速齒輪)。修理過程如下：（1）焊前除污清除齒輪污垢，用銼刀或刮刀將疲勞層去掉，使輪齒露出金屬光澤，以提高焊接質量和便于檢查齒形損壞情況。（2）焊補齒形為防止齒輪變形，采用對角分層堆焊。先由齒部開始堆焊，逐層焊至齒頂。堆焊層數由模數大小而定，模數大，層數就多。如模數m=5，可按3～4層焊。（3）機械加工首先按原件外徑進行車削，然后銑齒。第88頁/共108頁5．鑲補輪齒修理法對于僅一齒或相連數齒磨損嚴重或折斷的齒輪可用此法修復。此法適用于低速、手動齒輪，修理過程如下：（1）將損壞的輪齒切去，并在輪緣上開一個燕尾形的槽，如圖6-45所示。（2）加工一個鑲補輪齒毛坯1，使它與原齒輪2緊密配合，并用焊接[圖(a)]或螺釘緊固[圖(b)]。第89頁/共108頁（3）按被修齒輪內孔加工錐度為l／1000的心軸，將齒輪套在心軸上，在車床上找正，車削鑲補輪齒毛坯外徑，使之與被修齒輪外徑一致。（4）按原齒找正后銑齒。所鑲齒塊也可預先制成具有要求齒形的毛坯，然后按上述步驟(1)、(2)鑲補。但在焊接或用螺釘緊固的過程中，被鑲輪齒可能有微量移動，因此這種齒輪不適用于速度較高的傳動。第90頁/共108頁6．鑲套修理法內孔損壞較嚴重的齒輪，如果其齒形、公法線都正確，有修理價值，則可修理。修理過程如下：（1）找正及將齒輪的內孔擴大到D①裝卡如圖6-46，為了保證修理質量，只有在齒輪1裝入卡具2并找正后，才允許擴內孔。為此，以齒輪的A面為基準，將其裝卡在車床卡具內。

圖6-45鑲補輪齒圖6-46裝卡與找正

l-齒輪2-卡具3-測棒第91頁/共108頁②找正找正的方法是把小圓柱測棒3放入齒輪1的兩個輪齒中間，把百分表架放在導軌面上，然后用百分表在a的位置測量圓柱形測棒3的頂點位置,同時轉動卡具2，使齒輪l隨之轉動，用同法沿齒圈測量數次，應使百分表讀數的最大差值在齒輪齒圈徑向圓跳動公差范圍之內(參看表6-13)。第92頁/共108頁之后將百分表放在圖中b的位置，轉動夾具，使端面圓跳動也在公差范圍之內(<0．02mm)。如此反復細致地找正，待夾緊后還須進行復驗，使之不超出公差。找正后，車削齒輪的內孔至尺寸D。應注意，小圓柱測棒的直徑不能隨便選取，它的大小約等于齒輪模數的1．5倍。第93頁/共108頁（2）制備鑲套毛坯選用與原件牌號相同或性質相近的材料，按圖6-47加工，其內徑d留加工余量3～4mm，外徑D2與齒輪加工后的內孔(D)能緊密配合，并倒成較大的坡口。（3）將鑲套毛坯與齒輪壓合。（4）沿坡口焊接。（5）加工內孔至要求尺寸，然后在插床上插制內花鍵。圖6-47鑲套毛坯第94頁/共108頁6.3.5絲杠的修理1．絲杠的損壞形式（1）在工作過程中切屑和灰塵落入絲杠螺旋面而產生磨損。（2）絲杠倒轉，加之潤滑不良，在絲杠與螺母之間產生滑動摩擦的磨損。（3）在切削過程中絲杠因受力及本身自重而彎曲或扭轉變形。由于絲杠制造工藝較為復雜，成本較高，因此絲杠損壞后應盡可能修復。第95頁/共108頁2．絲杠的校直冷校直絲杠的方法有壓彎校直法和砸彎校直法。壓彎校直法是利用壓力機加壓校直，但校直保持性差。用砸彎校直法校直絲杠，其精度較為穩定，而且操作簡單，下面介紹這種方法。第96頁/共108頁砸彎校直法砸彎校直法是利用金屬材料延伸的原理，將絲杠的彎曲高點朝下，對絲杠彎曲低點相鄰的幾個螺紋底徑表面敲擊。絲杠在瞬時錘擊力的作用下，局部表面產生塑性變形，從而將彎曲部位伸展。由于絲杠彎曲部分的內應力重新得到分布，并且處于平衡狀態，因此絲杠彎曲部分經校直后不會復原。其校直過程如下：第97頁/共108頁（1）如圖6-48所示，用兩個V形架2，將絲杠1頂起，百分表3觸及絲杠表面。然后轉動絲杠，同時移動百分表，從百分表指針的擺動格數，即可檢查出絲杠外徑的徑向圓跳動。圖6-48用百分表檢查第98頁/共108頁