裝載機發動機缸體裂紋粘接修復技術探討

胡旭

摘要：裝載機發動機的機體是一個大型鑄件，性脆并且容易產生氣孔，在長時間的沖擊與震動作用下，容易出現應力集中情況，長此以往，便會造成氣缸體開裂，不利于發動機的正常運轉，甚至危及相關作業安全。因此，當發現發動機缸體裂紋后，需即刻進行修復處理。本文圍繞某型號轉載機，就其發動機缸體裂紋的粘接修復技術作一剖析，望能為此領域操作研究提供些許借鑒。

關鍵詞：裝載機發動機;粘接修復;缸體裂紋

中圖分類號：TG4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）08-0046-02

0? 引言

某型號裝載機在長時間保持運行狀態后，發動機第五缸的缸體裙部兩側處，出現明顯的裂紋。伴隨發動機的不斷且越發強烈的振動，裂紋呈現為向上擴大的走勢，尤其是右邊的裂紋，長度達到了16cm，而左側稍短（10cm）。因存在著裂紋，機油會沿著裂紋而不斷向外滲漏，因而會增加經濟損失。通過將更換新缸體的成本對比于缸體修復的成本及工藝，最終決定修復缸體。

需要指出的是，因左、右側的裂紋均在第五缸缸體裙部出現，通過與其它型號車的實際使用情況進行比較，從中發現，此車的發動機缸體在此處存在鑄造缺陷（疏松孔隙等），受發動機所產生的各種應力的影響，鑄造缺陷持續擴大且彼此連通，最終便形成了裂紋。如果選擇更換，費用高，由于需要進口，因而有著較長的周期。所以，采取粘接修復，現就此探討如下。

1? 缸體裂紋出現的原因分析

針對裝載機發動機的缸體材料而言，一般采用的是灰鑄鐵，只是型號不同。針對此種材料而言，其特定主要有：

①強度較高，耐磨性突出;

②耐熱性突出，能夠抵抗幅度較大的震動;

③能夠承受一定的壓力與彎曲應力。但需要指出的是，此種材料也存在不足，即可塑性差，易產生明顯的內應力。

裝載機發動機缸體之所以會出現裂紋，原因主要有如下方面：

①在對發動機缸體進行制造時，沒有開展規范化、科學化的人工處理，以致實際使用中發生缺陷，整體質量仍需不斷提升;

②在低溫狀態下，缸體易被凍裂而引發裂紋，此外，當遭受撞擊后，同樣會有裂紋產生;

③發動機缸體當中的曲軸、活塞存在安裝缺陷，在維修時未能嚴格依照規定來操作，暴力施工，從而造成缸體開裂。這些情況都是造成缸體裂紋的常見原因，因此，需采取切實措施，加以預防與處理。

2? 修復方法

通過對相關資料進行查閱得知，現階段，比較常用的發動機缸體裂縫修復工藝有兩種，其一為粘接法，其二是焊接法;對于這兩種方法而言，其無論是在操作工藝上，還是在實施成本上，再或者是在難易程度、修復效果上，均各有利弊。所以，本文根據現實情況，對比、論證了這兩種修復工藝的優、缺點。

2.1 焊接法

由于發動機缸體所采用材料多為灰鑄鐵，根據當前所呈現出的裂紋狀況，可選用焊接法來進行修復。依據焊接工藝的基本要求，可根據現實需要，選用鎳基鑄308焊條;但需強調的是，此焊條在實際使用中，對工藝有著比較高的要求，通常需要在特定溫度下（120℃）進行一定時間的烘烤（1～2h），然后方能使用，需用到設備烘烤箱;此外，在實際焊接時，以及完成焊接后，需采用專業手段、要求專業技術人員來處理焊接所產生的應力。而受限于維修條件、維修設備，許多維修現場難以滿足此種焊接的工藝要求，稍有疏忽或不當，便有可能出現裂縫越焊越長的情況，因而難以從根本上保障焊接質量，有著比較高的操作風險。

2.2 粘接法

對于此種方法而言，同樣是現階段比較常用的一種裂紋修復手段。通常情況下，可依據發動機的缸體材料與性質，采用國產或是進口的鑄鐵修補劑來實施粘接。針對鑄鐵修補劑來講，其實際是由多種合金材料與改性增韌熱樹脂實施復合而制成的一種性能優異的聚合金屬材料，現階段，國產比較常用的是TS111鑄鐵修補劑（天山可賽新），而進口較常用的是得富鑄鐵修補劑（美國）。針對鑄鐵修補劑修復工藝而言，其操作比較簡便，而且還有著不錯的施工工藝性，此外，在固化之后，還可實施機械加工。本文不僅將修復工藝實施的難易程度考慮在內，而且還將鑄鐵修補劑的采購周期也考慮在內，最終決定用國產天山可賽新TS111鑄鐵修補劑來修復發動機缸體的裂紋。

3? 修復工藝

3.1 前期準備工作

首先采用砂輪或者是手銼，打磨需要修復的部位，將表面的毛刺去掉，直到能夠觀察到缸體本色;然后選用1755EF型清潔劑（與鑄鐵修復劑相配套）把需要修復的部位進行徹底清洗，干凈之后，用棉簽對油垢等雜質進行擦拭。另外，要想將發動機缸體裂紋有效解決掉，需采用科學且實用的缸體裂紋檢測方法，且在采用修補工藝時，先開展焊接預處理，通常情況下，可從如下方面著手：①需要對缸體裂紋的具體位置給予明確。需要清理缸體表面，不管是鐵銹還是油垢，均需要做好徹底清理，以此使缸體始終處于潔凈狀態，將金屬本體露出。然后依據現實狀況，選擇恰當方法來對裂紋的具體位置進行明確。比如可采用煤油試驗法，即準備適量煤油，然后把缸體浸泡在煤油當中，時間應超過10min。完成浸泡后，把缸體擦干凈，將表層露出來，然后涂一層高嶺土，如果缸體存在裂紋，那么裂紋處的煤油便會被涂粉吸收，因而能夠將鋼鐵裂紋位置準確判斷出來。②超聲波探傷法。此方法實際就是利用超聲波技術，如果缸體有裂紋存在，超聲波便會在對缸體金屬進行撞擊時，自動返回。通常來講，探傷鑄鐵時均選頻率為0.4～1.5兆赫茲的超聲波探傷儀器。③水壓實驗法。針對此檢測方法而言，實際就是將氣缸蓋、襯墊裝在汽缸體上，在進水口處將水壓機儲水罐接入，并堵在其他水道口處，然后開展水壓測試，時間為10分鐘，如果缸體存在裂紋，那么此部位會有水珠出現。④磁粉探傷法。此方法采用后，如果有裂紋，那么磁力線方向便會有偏移，可依據磁粉紋路對裂紋的位置進行判斷。

3.2 對裂紋部位及端點予以明確，進行止裂孔的加工

為了防止裂紋繼續擴大，需要在裂紋的頂端位置，進行止裂孔的加工，所以，將裂紋的端部給予明確，尤為重要。受多種因素的影響與限制，筆者找到一些鐵粉與1塊強力磁鐵，把磁鐵貼在缸體內壁的裂紋處，然后將鐵粉覆蓋在缸體外側的裂紋上。依據磁力同相相斥的基本原理，沿裂紋會產生明顯的同相磁極，此時，鐵粉會沿著裂紋而分布，而對于那些沒有裂紋的地方，會呈現出均勻分布的狀態。還需說明的是，依據此種特性，本文將裂紋所對應的端部加工止裂孔準確的找了出來，為后續操作提供了切實便利。

3.3 對站接坡口進行加工，且進行粗化、清潔處理

當完成止裂孔的加工工作后，采用事先準備好的手砂輪，沿裂紋方向進行坡口的加工，而對于坡口的寬度、深度而言，可依據鑄鐵修補劑的說明書來設定。為了能夠最大程度發揮修補劑的附著力，使其與缸體母材更好的粘合在一起，需在完成坡口加工后，粗化處理涂抹鑄鐵修補劑的區域，然后進行徹底清潔。因右側有著比較長的裂紋，依據產品的使用說明，需要在與裂紋相垂直的方向，即在裂紋拐角處，進行拉鉚孔的加工，實施加固處理;與此同時，為了得到更好的粘接效果，在裂紋初段，沿著垂直方向，加工拉鉚孔，進行配套的加固處理。

3.4 進行鑄鐵修補劑的涂抹

依據既定修復方案將上述步驟完成后，便可在裂紋坡口位置處，實施第四步，即進行修補劑的涂敷。依據可賽新TS111鑄鐵修補劑說明書A膠與B澆的混合比例，按照體積比A：B=4：1，或者質量比A：B=7：1，把TS111鑄鐵修補劑的A膠與B澆充分混合;當此操作完成后，便可在坡口位置處，對待修部位進行逐層涂敷，且用事先準備好的工具，把涂敷的膠壓實并抹平，為后續加熱、保溫及固化操作提供便利。

3.5 加熱、保溫及固化

當將修補劑涂敷完成后，最后一步便為固化。依據相關要求，采用碘鎢燈對修補的部位實施加熱，使其溫度在40～60℃之間，并保溫>20小時。此操作完成后，TS111修補劑便能夠實現徹底固化，且與缸體之間牢固粘接。此步驟看上去比較簡單，但是決定著修復效果，若在粘接之后沒有進行保溫，那么固化效果便不理想，修復劑的效用無法徹底發揮。

在將修補劑涂敷完成之后，筆者還依據說明書，對涂敷部位進行了加熱、保溫與固化處理，時間為24小時，吊裝發動機，依據安裝技術要求，把發動機裝配至原裝載機上。當將裝配工作完成之后，將發動機啟動，使其運轉>2小時（空載狀態下），然后停機，檢測修復部位，未發現有機油滲漏狀況。然后把此車投入待現實生產當中，首先讓其輕負荷作業，一切正常后，再投入到正常生產作業當中，未發生機油滲漏狀況，滿足現場生產需要。

4? 缸體裂紋粘接修復技術的優勢

采用鑄鐵修補劑來發動機缸體裂紋實施修復性粘接，乃是本單位的重要嘗試，通過對粘接技術的合理化應用，從中發現其主要有如下優勢：

①工藝簡單，有助于降低成本及設備經濟效益的提升;

②較輕的結構質量，較小的應力集中，省去了應力處理過程;

③借助粘接技術，可以減小對原缸體的破壞性，若首次粘接效果不理想，還可根據實際需要，實施二次粘接，或者是對修復工藝進行更換;

④對患者有著較小的污染，只要能夠將剩余的修補劑處理好，便不會污染周圍環境。該裝載機發動機通過粘接修復之后，狀況良好，震動情況得到明顯減輕，運作至今，發動機沒有出現異?；蚵┯颓闆r，為企業節省了許多成本，創造了不錯效益。另外，通過此次修復操作，還從中掌握了許多新穎技術，積累了操作經驗，這些對于今后的粘接修復操作，奠定了基礎。

5? 結語

綜上，裝載機發動機缸體之所以會出現裂紋，主要是因為設備長時間處于腐蝕、高溫環境中所致，通過粘接修復技術的合理使用，能夠較好的對發動機缸體裂紋進行修復，使發動機保持正常、高效的運作狀態，降低成本投入，提高運作效益。但需要指出的是，粘接修復技術的應用，需要根據裂紋的實際情況來選用，如果裂紋較大或已喪失修復必要，便需要及時更換，以免對裝載機正常使用造成影響。

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