【JT交通运输标准】 柴油机零部件电弧焊补修复工艺

中华人民共和国交通部 指导性技术文件 柴油机零部件电弧焊补修复工艺 JT/Z 4005-80 一、范围 本文件适用于船用柴油机铸铁等部件的铸造缺陷、碰伤、裂纹、磨损、腐蚀、烧蚀等缺陷的焊补修复，不包括曲轴、连杆等部件。根据“钢质海船建造规范”及“船定期检验规程”（以下简称“船规”）要求，柴油机有关重要零部件的焊补修复应征得验船部门的同意。柴油机零部件缺陷的修复尺寸范围应符合“船规”和“船用柴油机修理技术标准”（以下简称“修理标准”），并根据各自的具体情况进行焊补。电弧焊补可用于柴油机零部件的铸造缺陷、碰伤、裂纹、磨损、腐蚀、烧蚀等修复。以下情况一般不宜采用焊补修复： （1）零件由于材料劣质所产生的缺陷； （2）零件的摩擦运动工作面，当焊补层的硬度过高时； （3）表面经渗碳（或渗碳淬硬）、渗磷、镀铬处理的零件，若焊补时没有条件重新进行表面处理时； （4）经淬火的零件，在淬火状态下。 二、一般要求 1. 零件在修复前，应确切查明其材料的化学成分，并了解热处理或表面处理状态、使用条件及缺陷的性质等（参见表1）。 2. 零件修复前，应与检验部门等有关方面一起，采用外观检查、渗透检测、超声波检测、磁粉检测及液体渗漏等有效方法，确定缺陷的范围，研究其是否尚有修补的可能。 3. 柴油机零件的缺陷，除了磨损外通常是不规则的，所以在选择电弧焊接方法时，一般都采用手工电弧焊方法进行修复。磨损件的修复，还可采用堆焊、堆焊后退火以及粉末喷焊等方法。 4. 在采用新钢种、新焊接材料或新工艺进行焊接修复时，应进行焊接工艺试验（包括机械性能试验及焊接件的金相检查）。 5. 对于表面经渗碳（或渗碳淬硬）、渗磷、镀铬处理的零件，在焊补之前须用机械加工等方法除去表面处理层。 6. 上件同时存在多处缺陷时，焊补应遵守以下原则： （1）先焊补重要部位，后焊补次要部位； （2）先焊补工件内部的缺陷，后焊补工件外部的缺陷； （3）先焊补尺寸小的缺陷，后焊补尺寸大的缺陷。 7. 焊补时应避免在强风环境下进行，环境温度应大于5℃，否则应采取相应措施以保证焊接质量。 三、材料要求 1. 缺陷焊补时，连接材料的选择必须根据工件材料的化学成分、机械性能、使用条件等综合考虑。 （1）受力件、运动件、7G35以上铸钢件的焊补，一般应选用碱性焊条； （2）对碳钢和低合金结构钢工件，应保证焊缝金属的机械性能不低于原工件材料的要求； （3）低合金耐热钢制成的气缸盖、活室头等工件高温工作面的焊补，其焊条选择要根据化学成分，而不应仅根据常温机械性能。即焊条的化学成分应与母材相当或略高一些，不允许采用奥氏体耐热钢焊条焊补高温工作面； （4）磨损件堆焊时，可根据工作条件（如硬度要求等）具体选择相应的堆焊材料，如排气阀面的堆焊，可以采用镍基焊条（如Stellite等）； （5）根据具体要求，推荐选用表1所示的焊接材料。 2. 焊条应有质量合格证明；否则须经化学性能试验合格后方可使用。 3. 当缺陷需要进行挖补时，补板应采用与本体相同的材料。 四、焊补工艺 （一）准备工作 1. 长期处于油质中工作的旧件，在缺陷修复之前，应用火焙加热至200℃左右以烧去零件表面的污垢和清除氧化物，也可使用汽油、四氯化碳等方法进行清洗。 2. 裂纹、气孔、缩孔等缺陷确定后，在清除缺陷及坡口准备时，应注意： （1）保证焊透并避免产生二次裂纹等缺陷； （2）改善焊接条件，使焊补工作在操作方便的位置； （3）按缺陷情况开成相应的坡口（如图1所示），其中坡口底部应为半V形，不允许成直角形，整个坡口形状应光滑而平稳。 3. 坡口准备可用机械加工方法、风铲方法、砂轮打磨方法和碳弧气刨等方法，不允许用电弧或火焰进行熔化。 （1）用碳弧气刨清除裂纹时，应先从裂纹两端进行切割削弱，以防止裂纹蔓延。然后进行整个裂纹的刨除。 （2）低合金耐热钢制成的气缸盖、活塞头等工件，原则上不允许使用碳弧气刨清除缺陷；如须使用碳弧气刨时，则应在不低于焊接预热温度的温度下清除缺陷，并应设法打掉气刨后的坡口表面层，至露出金属光泽为止。 （3）用风铲清除裂纹时，应先在距裂纹两端5～10毫米的地方用5～12毫米的钻头钻上止裂孔，以防止裂纹的蔓延。 （4）进行过堆焊的排气阀阀面需用机械加工方法全部除去原堆焊层并同时加工出模（如图3所示）。其机加工量应根据金属光泽变化来判断原焊层的存在与否。 4. 坡口加工完成后，应进一步进行检查，对焊接质量局部凹凸不平处应继续修整，微小裂纹等缺陷应进一步予以消除。 5. 坡口加工完成后，应清除坡口及离坡口边缘2mm范围内的油、锈、氧化物、水等脏物。 6. 焊接前，所使用的焊条应根据说明书规定烘干并保温存放。在使用过程中，应严格防止焊条重新吸潮（一般从烘箱取出后不超过4小时）。 7. 在坡口两侧，应盖石棉布或涂白垩粉等，以防止掉渣飞溅物的粘附。 8. 对穿透缺陷，应使用垫板时，垫板材料可以用钢或铁。如果用塑料，则其化学成分应与工件材料相当。钢垫板在焊补后，可以保留或者除去，由其对工件使用时的影响而定。 （二）预热 1. 预热是柴油机零件焊补修复时的重要工艺措施，预热温度应根据工件的化学成分、材料的刚性、焊补处的厚度、焊接材料、环境温度等综合考虑。 （1）对机架和机座等低碳钢工件，如焊补缺陷较小时，可采用冷焊法，但应适当提高焊补时的环境温度。 （2）排气阀的预热温度：应按材料的要求进行预热。 （3）表1推荐的预热温度：当环境温度过低、工件厚度增加以及结构复杂的情况下，预热温度应适当提高。 2. 在焊接过程中，要注意保持层间温度，最好不超过预热温度。 附表1：柴油机零部件材料及修复要求汇总表 | 零件名称 | 材料要求（强度、硬度、耐磨性、耐蚀性等） | 热处理要求 | 修复方法/备注 | | :--- | :--- | :--- | :--- | | 气缸套 | 足够强度，良好导热性 | 铸钢件正火、回火处理 | 铸造缺陷、裂纹修复 | | 活塞销 | 高强度，良好导热及耐磨性 | 正火、回火处理 | 表面磨损修复 | | 排气阀 | 高耐热、耐腐蚀及耐磨性 | 热处理 | 表面堆焊修复 | | 凸轮轴 | 高强度，良好耐磨性 | 表面渗碳、渗磷处理 | 表面损伤修复 | | 连杆 | 高强度、高韧性 | 正火、退火处理 | 结构完整性修复 | | 活塞 | 高强度、耐热 | 正火、回火处理 | 表面缺陷修复 |