发动机缸体裂纹的原因分析及修补工艺

唐晖锋 陆华辉 蒙力

摘 要：本文主要通过对发动机缸体裂纹的原因进行分析，采取相应的防范措施，并提出有效解决发动机缸体裂纹问题的修补工艺，以高质量修补发动机缸体裂纹，使发动机缸体能够发挥出在汽车发动机运行中的功能，保障发动机的正常运行。创新发动机缸体裂纹修补工艺，提高汽车修理水平，从而为汽车的安全行驶提供重要保障，推动汽车行业的可持续发展。

关键词：发动机;缸体;裂纹;原因;修补工艺

1 引言

随着我国社会经济的高速发展，汽车行业也取得了不错的成绩，越来越多的人开始使用汽车，汽车数量逐渐增多。在汽车行业发展的过程中，不仅要从经营管理方面着手，还要关注汽车修理技术的研究和创新，以解决汽车运行中发生的故障，保障人们的生命财产安全。发动机是汽车行驶的核心动力设备，而缸体则是发动机中的重要组成部分，必须予以高度重视，不容忽视。一旦发动机缸体出现裂纹，却未得到及时的修补，那么便很容易造成发动机无法运行。造成发动机缸体裂纹的原因有很多，需要做好相应的防范措施，若是直接更换气缸，则会提高成本，因此要不断地创新缸体裂纹修补工艺，以获得更多的经济效益。

2 发动机缸体裂纹的原因

汽车发动机缸体的材料通常来说都是灰口铸铁（如图1），只是在型号上有所不同。这种材料具有以下特点：一是具有较高的强度，十分耐磨;二是具有较好的耐热性，可抵抗较大幅度的震动;三是可承受一定范围内的弯曲应力和压力。这一材料的缺点则在于不具备良好的可塑性，很容易产生内应力。汽车发动机缸体出现裂纹的原因主要有以下几种：第一，在制作汽车发动机缸体的时候，并未进行科学的人工处理，以致于出现了缺陷，整体质量还有待提高;第二，缸体在低温状态下容易被冻裂而产生裂纹，另外在受到猛烈的撞击之后也可能产生裂纹;第三，发动机缸体中的活塞和曲轴安装有问题，在维修的过程中没有严格按照规定要求来执行，暴力施工而致使缸体出现裂纹;第四，汽车驾驶人员在开车的过程中，驾驶习惯不好，或是其他偶然事故造成缸体裂纹[1]。

3 防范发动机缸体出现裂纹的有效措施

虽然引发发动机缸体出现裂纹的原因比较多，但同样可以采取一定的防范措施来加以预防，避免发动机缸体出现裂纹，主要措施有：一是要做好汽车保养，按照汽车行驶的里程数要求来进行首保，检查汽车中的各项设备，看是否能够正常运行;二是若是在冬季，则一定要给汽车做好防冻措施，可适当地利用防冻液来避免缸体冻裂，需要注意的是所使用的防冻液一定要质检合格;三是在驾驶汽车的过程中，不可超速行驶，以免发动机超负荷工作，导致缸体发生开裂;四是维持冷却系统的正常运行，要控制好发动机的温度，避免温度过高而出现热胀冷缩现象，以防缸体出现裂纹;五是要定期对汽车发动机进行保养，保养和维修的时候不可暴力拆卸缸体，装配发动机的时候也必须按照相关要求来执行，确保各配件质量合格[2]。

4 有效解决发动机缸体裂纹问题的修补工艺

4.1 解决灰口铸铁补焊的白口问题

灰口铸铁补焊技术，是较为常见的缸体材料焊接工艺，需要进一步完善和改进。特点在于铸铁并不具备良好的可焊性，最大的问题在于局部加热，而铸铁的导热性不强，当铸铁因冷却速度过快，呈液态凝固状态时，很容易在焊接中出现“白口”现象，这会导致缸体材料变得硬而脆，容易出现裂纹。而且受热胀冷缩的影响，由于铸铁无有效的可塑性，致使焊缝和焊接本体产生裂纹。为解决这一问题，可从以下几个方面着手：首先，可将石墨化剂添加于焊缝金属高温中，但要避免石墨化剂扩散于焊接区中。亦或是将铜添入至焊缝中，以避免缸体材料过硬;其次，在需按额金属焊条的时候，应当选择熔点比较低的焊条，比如说镍基焊条，这样就不会因为温度过高，而导致石墨化剂扩散，可提高焊缝的可塑性，降低应力的负面影响;最后，在实施灰口铸铁补焊作业的时候，一定要先进行预热，完成焊接工作之后，则要做好保温工作，避免冷却速度过快而产生裂纹[3]。

另外，还要科学选择焊接的方法，可根据焊接区域壁厚的情况而定。例如，若是焊接区域的壁厚不超过十毫米时，那么可以选择手工電弧焊冷焊工艺。具体实施方法是：焊接的电流要小，焊接的速度要快，焊道要控制在十毫米至四十毫米之间，可根据实际情况来确定是分层焊，还是断续焊;若是焊接区域的厚壁大于是毫米，但小于二十毫米，则可以实施手工电弧伴热焊技术。这一技术在应用过程中，一定要控制好预热的温度，至少要达到四百摄氏度，焊接的电流要大，速度要慢，采取连续焊方式。需要注意的是在焊接完成之后，一定要进行保温，避免过快的冷却;若是焊接区的壁厚超过了二十毫米，那么便可以引用手工电弧热焊技术。在进行焊接之前，一定要进行预热，并且预热的温度要达到五百摄氏度，选择大电流来进行连续焊，将熔池的温度控制在可控范围内，完成焊接之后，要再将温度升至六百摄氏度。

4.2 优化缸体裂纹检测方法，做好焊前预处理工作

解决发动机缸体裂纹，需要采取科学的缸体裂纹检测方法，并且在实施修补工艺的时候，一定要先进行焊前预处理工作，可从以下几个方面来探讨：第一，要先确定缸体出现裂纹的位置。应当将缸体表面清理干净，无论是油污、还是铁锈，都要进行良好的处理，以使缸体保持洁净，露出金属本体。然后再根据实际情况来选择合适的方法来确定裂纹位置。一是可采用煤油试验法。这一方法是准备一定量的煤油，然后将缸体浸泡到煤油中，浸泡时间最短不可少于十分钟，最长不可超过二十分钟。浸泡完毕之后，将缸体擦干净，露出表层，然后涂上一层高岭土，若是缸体有裂纹，那么有裂纹地方的煤油便会被涂粉所吸收，便可以准确判断缸体裂纹所在位置;二是超声波探伤法。这一检测方法充分利用了超声波技术，当缸体中存在裂纹时，超声波便会在撞击缸体金属的时候，自动返回。一般情况下，探伤铸铁的时候都选择频率在0.4兆赫兹至1.5兆赫兹之间的超声波探伤仪器;三是水压实验法。这一检测方法，是在气缸体上装设气缸盖和衬垫，在进水口处接入水压机储水罐，分别堵住其他的水道口，然后进行十分钟的水压测试，若是缸体有裂纹，那么有裂纹的位置便会出现水珠;四是磁粉探伤法。实施此种检验方式后，若缸体存在裂纹，那么磁力线的方向便会出现偏移状况，可根据磁粉的纹路来判断裂纹的具体位置。需要注意的是，在完成此次试验之后，要做好退磁工作。

第二，在确定好缸体裂纹的位置之后，则需要在实施焊接工艺之前，做好预处理工作。首先，要找到缸体裂纹开始的位置，标记缸体裂纹结束的位置，然后在距离开始位置和结束位置三毫米至五毫米的位置，打一个止裂孔，以避免裂纹的范围越来越大。之后，可充分利用角向平光机设备，来打一个坡口，破口要位于裂纹处，并且呈现”V”字形，宽度可控制在八毫米至十五毫米之间，深度值要根据实际情况来定，需确保无法看见裂纹。

5 结束语

加强对发动机缸体裂纹原因的分析，十分有必要，只有找到引发缸体裂纹的具体原因，才能实施针对性的措施来加以防范，为提高发动机缸体裂纹修补工艺，则一定要先采用有效的措施来找到裂纹的具体位置，然后再实施有效的修补工作，以达到良好的修复效果，保障汽车发动机缸体的正常运行。

参考文献：

[1]杜勤，张渠，李宁，焦晶晶，刘亚莉，刘志虹.发动机缸体破裂原因分析[J].中国材料科技与设备，2015（11）：38.

[2]刘占魁.发动机缸体和缸盖裂纹的补焊技术[J].中国化工贸易，2017（5）.

[3]王国新.发动机缸体裂纹及变形检修[J].农机使用与维修，2012（03）：88.