１９９４（３）：ｌＯ—１３．
圈ｌ熔合区组织姗ｘ
田２焊缝区组织枷ｘ
［５］周振丰，任振安．若干冶金因素对镍铁型铸铁焊条热裂纹敏感性 影响的研究［Ｊ］．焊接学报，１９８６，７（１）：１５—２２．
从上述焊接熔合区和焊缝区的金相组织可以看 出：采用球墨铸铁同质焊条对发动机曲轴进行修复， 其熔合区和焊缝区无白口组织出现，两个区域的石
硅铁
１３
碳酸钠
Ｏ．５
碳酸钡
１４
球化剂
０．８
硅钙
０．７
按表２中的药皮配方制备西３．２ ｍｍ球墨铸铁焊 条并烘干，烘干温度为３５０℃，保温２ ｈ。烘干后的 焊条放在焊条保温筒内，随用随取。 １．３焊接修复工艺措施 对铸铁件进行补焊时，为避免焊缝与母材出现 剥离现象，通常采用栽丝工艺．但对于汽车发动机 曲轴构件，此工艺不易于实施，因此，本次补焊采 用如下工艺措施： （１）在裂纹的两端钻止裂孑Ｌ，并开Ｖ形坡口。 （２）球墨铸铁同质焊芯采用氩弧焊打底，球墨 铸铁同质焊条电弧焊填充、盖面及堆焊。 （３）焊前采用氧乙炔火焰对补焊区附近区域进 行适当预热及焊后后热（温度２００℃左右），以降低 曲轴的焊后冷却速度。 （４）电源极性为直流反接。 （５）采用短弧、短段、断续分散焊。
作者简介：黎仕增（１９６９一），男．广西武鸣人。工学硕士．主要从 事金属材料的应用研究．
万方数据
修复工艺复杂，当地维修企业尚无相应的技术手段 进行修复，因此，一旦检查发现发动机曲轴出现裂 纹和较大磨损，就只能对发动机曲轴进行整体更换， 而新的发动机曲轴价格昂贵（单价约２８ ０００元），给 公司造成较大的经济损失。经对该发动机曲轴进行 分析研究后。决定采用球墨铸铁同质焊条对发动机 曲轴进行补焊和堆焊修复，并进行一系列的试验和 检测，结果表明，该方案能有效地解决发动机曲轴 的修复问题，经济效益显著。
收稿日期：２０１２—１１—２８
球墨铸铁中Ｃ含量高、强度低、塑性差、Ｓ。Ｐ 等杂质元素含量高．焊接时接头白口化倾向及淬硬
基金项目：广西大学有色金属及材料加工新技术教育部重点实验 室开放基金资助项目（ＧｘＫＦＪ—１６）
万方数据
６０・焊工之友・
焊接技术
第４２卷第３期２０１３年３月
倾向比较大，容易产生白口组织、淬硬组织和焊接 裂纹。另外，球化剂（Ｍｇ，Ｃａ等）的存在，也增大 了焊接区的过冷倾向，从而在焊接条件下，就难以 实现焊接接头与母材组织及性能的良好匹配，因此 焊接难度较大。 （２）焊接修复材料的选择
、ｕ
４结论 （１）采用球墨铸铁同质焊条对发动机曲轴进行 修复，既可修复裂纹，也可对磨损轴颈进行修复。
３修复结果与分析
３．１
（２）对轴颈直径达１８０
ｍｍ的发动机曲轴构件，
焊接修复层与曲轴母材的结合性能 在已经焊接修复曲轴中选择其中ｌ根进行取样，
采用氧乙炔火焰焊前适当预热和焊后后热（温度约 ２００℃），降低焊缝冷却速度，并锤击焊缝的工艺措 施。可以明显减小焊接应力及焊接变形。 （３）采用球墨铸铁同质焊条对发动机曲轴进行 修复．焊缝与母材之间具有良好的过渡及结合，没 有出现白口组织；焊接修复区的硬度比母材的略高， 能够满足曲轴构件的使用要求。
通过金相组织的观察。了解焊接修复区各区域的组 织以及修复层与母材的结合性能。 焊接熔合区组织如图ｌ所示。由图１中可以看 出：焊接熔合区组织为细小的球状石墨、铁素体＋珠 光体，未出现渗碳体和白口组织，熔合区与母材之间 过渡、结合良好。焊缝区的组织如图２所示。由图２ 可以看出：焊缝区石墨球化明显，基体组织为铁素 体＋少量珠光体，石墨球的大小相差不大，分布均匀。
万方数据
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１３０
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墨都得到了明显球化，焊接修复层与母材之间具有 良好的结合，不会出现剥离现象。 ３．２曲轴ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ复层的性能 对取样进行硬度测试，结果见表３。
裹３焊接区硬度测试结果 试样编号
ｌ
Ａ，直流反接，采用锯齿形运条焊法。 （６）焊后清渣并锤击焊缝，再用氧乙炔火焰对
文献标志码：Ｂ
采用喷涂修复。而不管是刷镀还是喷涂修复，都有 Ｏ引言 某大型物流公司的多辆重型卡车。由于长时间 重载运行．其发动机曲轴的主轴颈处出现不同程度 的裂纹和磨损。该车型的发动机曲轴材质为球墨铸 铁（彬（Ｃ）３．２％～３．４％，彬（Ｓｉ）３．５％～４．０％，加（Ｍｎ）０．２％～ ０．４％），主轴颈直径１８０ ｍｍ，连杆轴颈直径９５
参考文献：
［１］杨建华．高球化稳定性低白口倾向的通用铸铁焊条的研究［Ｊ］．焊 接，１９８４，２８（９）：４—８． ［２］张建新．铸铁焊接工艺与材料［Ｊ］．材料与工艺，１９９６（１２）：９一１１． ［３］李亚江，张永喜，王娟．焊接修复技术［Ｍ］．北京：化学工业出
版社．２００５．
［４］徐锦锋，魏兵，翟秋亚，等．铸件缺陷修补方法［Ｊ］．铸造技术，
曲轴的焊接区及其附近区域进行后热，以降低其冷 却速度，减小焊接应力。 （７）为防止曲轴在堆焊时产生较大应力和翘曲 变形，故笔者将曲轴竖起固定，并采用西３．２ ｍｍ的 球墨铸铁同质焊条对磨损严重的轴颈进行环形堆焊 修复，堆焊电流为９０ Ａ，每焊完ｌ环焊道，就立即 清除焊渣并用小铁锤锤击焊缝．待温度降至２００℃ 左右，再继续堆焊第２环，环与环之间要有一定的 重叠量。 （８）堆焊后进行清渣、锤击焊缝，再用氧乙炔 火焰对曲轴的堆焊区及其附近区域进行焊后后热， 并用石棉将堆焊区域覆盖．使之缓冷到室温。 （９）焊接修复的曲轴完全冷却后，按曲轴的标 准进行机加工。从而完成对发动机曲轴的修复。
摘要：利用球墨铸铁同质焊条，制订合理的焊接工艺措施和工艺参数，对汽车发动机曲轴进行补焊和堆焊修复。结果证明：修复后， 焊缝与母材之间具有良好的过渡及结合。没有出现白口组织；焊接修复区的硬度比母材的略高，能够满足曲轴构件的使用要求．既可 以对裂纹进行补焊修复，也可以对磨损轴颈进行堆焊修复。
关键词：发动机曲轴；轴颈；球墨铸铁；修复技术 中图分类号：ＴＧ４５５
余量
②焊条药皮配方
球墨铸铁同质焊条的药皮选用低氢型药皮， 球化处理采用低稀土镁合金球化剂（彬（Ｍｇ）７．０％， 加（Ｓｉ）４０％），其配方见表２。
表２焊条药皮配方《质量分数） 大理石
２８
（％） 白泥
４
（５）将西３．２ ｍｍ球墨铸铁焊条烘干，烘干温度
长石
４
氟石
１３
石墨 ２０
铝粉 ２
为３５０℃。保温２ ｈ。烘干后的焊条和球墨铸铁同质 焊芯（咖３．２ ｍｍ）需放在保温筒内，随用随取。 ２．２焊接修复 （１）先用球墨铸铁同质焊芯氩弧焊进行打底层 焊接，焊接电流为１８０ Ａ，直流反接。由于曲轴的尺 寸较大，刚度大，在焊接过程中要考虑到焊接应力 的减小和释放，故采用短段、分散、断续焊，每焊 完一小段（每段约１５ ｍｍ），立即用小铁锤对焊层进 行锤击以释放应力，然后再进行下一段的焊接。 （２）打底层焊完后，用西３．２ ｍｍ球墨铸铁焊条 进行填充焊，焊接电流为１１０ Ａ，直流反接。 （３）采用直线运条法、短段、断续分散焊。每 焊完一小段（每一小段约２０ ｍｍ），立即清除焊渣， 并用小铁锤对焊层进行锤击，以释放应力，保持段 间或道间温度约２００℃，然后再进行下一段的焊接。 （４）焊接时，每道（层）焊道（层）之间必须 彻底清渣，并用１０倍以上放大镜进行检测。一旦发 现裂纹，应立即铲除重焊。 （５）填充焊结束后，进行盖面焊，焊接电流为
（６）焊后锤击焊缝，并用氧乙炔火焰对补焊区 域进行适当后热。
２修复过程 ２．１修复前准备 （１）修复前，需用汽油将发动机曲轴清洗晾干， 并将裂纹周围及需要堆焊修复区域内的氧化层等杂 质清除。 （２）沿裂纹方向，需在距裂纹两端８一１０ ｍｍ处 各对轴心钻西８ ｍｍ的止裂孔，同时还需在两止裂孔
①焊芯的选用与制备
Ｗｅｌｄｉｎｇ ７Ｉｋｈｎ０１０９ｙ
Ｖ０１．４２
Ｎｏ．３
Ｍ轧２０１３
・焊工之友・
５９
文章编号：１００２－０２５ｘ（２０１３）０３一００５９—０３
汽车发动机曲轴的修复
黎仕增１，杨浩佩１，黄
坚１，李安敏２
（１．广西机电职业技术学院，广西南宁５３０００７；２．广西大学材料科学与工程学院，广西南宁５３０００４）
母材硬度（ＨＢ）
２４０ ２３６ ２４５
熔合区硬度（ＨＢ）
２９３ ２９０ ２８６
焊缝区硬度（ＨＢ）
２８２ ２７８ ２８０
２ ３
由表３可知：由于冷却速度较快，熔合区的硬 度比焊缝区的硬度稍高些：焊接修复区的平均硬度 比母材的略高（焊缝区的平均硬度约ＨＢ２８０），经淬 火处理后，其表面硬度可以达到ＨＲＣ５５～ＨＲＣ６０，能 够满足发动机曲轴构件的使用要求。
铸铁同质焊芯（西３．２ ｍｍ）采用真空吸铸法制 得．含有强石墨化元素，其化学成分见表ｌ。
表ｌ焊芯的化学成分（质量分数】 Ｃ ３．６￣４．Ｏ Ｎｉ ０．９ Ｓｉ ３．６￣４．６ ≤Ｔｉ ０．８ Ｍｎ ≤Ｏ．５
Ｍｇ ０．０９
（％） Ｐ ＜０．０５ Ｆｅ Ｃａ ０．９
Ｓ ＜Ｏ．０５
Ｂｉ ０．０２
之间用角向砂轮机沿裂纹方向打磨出角度约７００的Ｖ 形坡口。 （３）在曲轴不需要修复的部位，笔者采用石棉 将其包裹，以避免焊接熔渣飞溅到其表面而影响其 使用性能。 （４）用氧乙炔火焰对焊接区域及其附近区域进 行预热（温度２００℃左右）。
ｍｍ，
明显的局限性：即修复喷涂层与工件基体的结合、 涂层自身颗粒之间的结合，主要是以机械结合为主， 同时存在冶金结合，故喷涂层的厚度不能太厚（厚 度≤Ｏ．８ ｍｍ），否则会因为结合强度较低而导致喷涂 层脱落。对于磨损量较大、结构复杂且有不同程度 裂纹的发动机曲轴的修复，此２种方法均不适用。 焊条电弧焊修复，其修复层与工件基体为冶金 结合，结合强度高，并且修复厚度基本没有限制； 焊接设备简单；焊接材料的设计与制备灵活方便， 可以针对被修复工件工作条件设计出相应的合金系 统，并制造出该合金系统的焊条，既可对曲轴上的 裂纹进行修复．也可对轴颈上的磨损部位进行堆焊 修复。 对铸铁的焊接方法常用焊条电弧热焊和冷焊。 热焊时，其焊接工艺复杂、焊接变形大、劳动强度 高。而冷焊则常采用塑性较好的镍基异质焊条