激光熔覆修复

对于曲轴的修复，若采用等离子喷涂修复。涂层和基体的结合强度不够，回装后，可能影响设备的安全运行。而采用表面堆焊的方法修复，很难确保修复层的耐磨性和基体不产生裂纹。鉴于这些情况，采用工艺修复成为优选的可行方案。采用熔覆修复，首先应该了解工件失效原因、工件材质、先前的热处理状态、熔覆位置尺寸和形状、熔覆的工艺和性能要求等;在此基础上确定修复方案，包括修复前机加工方法、工艺过程中工件温度控制、熔覆后热处理方法、熔覆焊材、送粉方法、方式、、扫描速度、光斑大小、单层熔覆厚度、机加工余量控制等。

具体修复实例

2011 年1 月，炼油厂重整芳烃车间有一根曲轴，急需修复。该曲轴工作时，由于油内进入杂质，导致其中一个轴颈位置严重磨损，急需修复。曲轴材质为45# 锻件，材料锻造后经过回火、正火热处理，材料硬度为HB162-187，修复部位曲拐与回转中心线之间的平行度要求小于0.03 mm ，曲拐圆柱度要求小于0.014 mm，曲拐中轴线与工件回转中心线偏心位置度要求在140 0.2 mm。曲拐修复后主要尺寸精度应达到259.9 mm 至259.84 mm。表面粗糙度应小于0.08 mm。修复部位曲拐总长度为150 mm。同时要求激光熔覆时候必须避开曲拐连接部位圆弧倒角5 mm，以免出现应力集中。

(资料图片)

曲轴的激光熔覆修复工艺过程如下：

(1)做外观品质检验：肉眼观察是否有明显的锈蚀、划伤、磕碰、补焊等现象;然后进行着色探伤检查工件表面是否存在裂纹、气孔、砂眼等缺陷;再用便携硬度计检测工件需熔覆位置及周边的硬度。

(2)曲轴熔覆面的表面前处理。去除表面氧化层，采用手工磨削加工，再用丙酮清除表面的杂物。

(3)装卡待熔覆曲轴，调整激光光路，编制熔覆程序。

(4)在45# 钢的样件上进行工艺试验，制作激光熔覆试样，进行硬度梯度、金相、强度试验、耐磨、耐疲劳试验等分析，优化激光熔覆工艺，直到达到工艺要求。

(5)进行激光熔覆，在熔覆过程中的具体工艺如下：激光功率2 000 W;扫描速度220 ~ 500 mm/min;光斑大小 3 ~ 6 mm，合金粉末为铁基自熔性合金粉末XS-320，送粉量8 ~ 40 g/min，搭接量：35 ~ 40 %。熔覆过程中氩气保护熔池，送气压力：0.05 MPa。

(6)检查激光熔覆表面的品质，对于表面个别缺陷进行局部修复，检测熔覆后尺寸，确保熔覆面加工后熔覆层厚度能够达到要求。

曲轴损坏

曲轴产生裂纹或损坏是何原因?

众所周知曲轴是发动机重要回转零件，发动机功率要靠曲轴输出，有机器的“主心骨。之称。曲轴在工作中承受不断变化的气体压力、惯性力和扭矩的作用。为了确保发动机正常工作，曲轴必须具有高的强度和刚度，各工作表面耐磨。曲轴制造工艺复杂，所需材质较好，尺寸精度与光洁度要求较高。曲轴材料主要是球墨铸铁和中碳钢，国外进口机型上则有采用合金钢的，电机的曲轴产生裂纹或折断在一般情况下是很少发生的。出现这种故障的主要原因有如下几点：

(1)光磨曲轴轴颈时，没有使轴颈与曲轴臂连接处保持一定的圆角(一般要求轴颈的内圆角半径r=(0.05~.0.06)D，式中D为曲柄销直径。引起应力集中;

(2)曲轴衬瓦和连杆衬瓦的间隙过大或合金脱落，引起冲击载荷加大;

(3)曲轴长期工作后发生疲劳损坏;

(4)曲轴的轴承过热引起轴瓦的巴氏合金熔化使曲轴弯曲变形;

(5)由于机架刚度不够变形或扭曲及基础下沉;

(6)曲轴内在质量存在问题;

(7)超载行驶，发动机经常处于高速或超速运转状态;高速行驶中，经常急刹车;道路状况较差，驾驶员操作不当;曲轴材质不均，抗疲劳强度差;曲轴本身有暗伤;润滑油质差，有抱瓦现象;主轴承松动;主轴承座孔变形.

路虎曲轴断裂

曲轴在设计中虽有较大的安全系数，但由于制造或修理的质量问题及使用中疲劳或故障，出现裂纹导致断裂，主要原因有：

(1)使用尺寸超限，包括经喷涂修复的曲轴，虽恢复了尺寸，但由于在工艺上采用了拉毛、车螺纹等表面粗糙处理，引起疲劳寿命降低，强度并未增加。

(2)各缸工作不平衡，活塞连杆组组合重量偏差过大，飞轮偏摆过大等，都能引起曲轴受力不均。

(3)工作超负荷及事故性损坏，如飞车、捣缸、烧瓦、顶气门等。

(4)曲轴制造中的金相组织缺陷、重皮、裂纹等，制造或修理后的曲轴过渡圆角半径过小，引起过大的应力集中。

(5)机体主轴瓦座不同心度过大或轴瓦间隙过大，使曲轴受过大的交变载荷。

曲轴断裂的预防措施

(1)避免发动机在超负荷条件下工作，并防止突爆的发生;机车重载时，应平稳起步，不可抬脚过快，遇到障碍物时，不要加大油门猛松离合器硬冲;机车行驶中，一般应先踏离合器脱档后制动;正确控制油门，切勿忽大忽小。

(2)保持发动机润滑系统中油路畅通。润滑油充足，使润滑良好，以免造成轴瓦与轴颈发生干摩擦。

(3)在安装曲轴之前对其主要技术要求进行严格检验，应符合标准规定。

(4)按规定的顺序和扭力矩紧固飞轮与曲轴的连按螺栓，并加以锁紧，以防松动。

(5)在安装前应检查曲轴轴颈，不得小于规定的小轴颈尺寸，以免引起过载断裂。

后提醒广大车主除了日常对爱车进行检查以外，还需定期对进行汽车保养与维修，切勿贪小便宜。