装载机发动机缸体裂纹粘接修复技术探讨

胡旭

摘要：装载机发动机的机体是一个大型铸件，性脆并且容易产生气孔，在长时间的冲击与震动作用下，容易出现应力集中情况，长此以往，便会造成气缸体开裂，不利于发动机的正常运转，甚至危及相关作业安全。因此，当发现发动机缸体裂纹后，需即刻进行修复处理。本文围绕某型号转载机，就其发动机缸体裂纹的粘接修复技术作一剖析，望能为此领域操作研究提供些许借鉴。

关键词：装载机发动机;粘接修复;缸体裂纹

中图分类号：TG4                                         文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）08-0046-02

0  引言

某型号装载机在长时间保持运行状态后，发动机第五缸的缸体裙部两侧处，出现明显的裂纹。伴随发动机的不断且越发强烈的振动，裂纹呈现为向上扩大的走势，尤其是右边的裂纹，长度达到了16cm，而左侧稍短（10cm）。因存在着裂纹，机油会沿着裂纹而不断向外渗漏，因而会增加经济损失。通过将更换新缸体的成本对比于缸体修复的成本及工艺，最终决定修复缸体。

需要指出的是，因左、右侧的裂纹均在第五缸缸体裙部出现，通过与其它型号车的实际使用情况进行比较，从中发现，此车的发动机缸体在此处存在铸造缺陷（疏松孔隙等），受发动机所产生的各种应力的影响，铸造缺陷持续扩大且彼此连通，最终便形成了裂纹。如果选择更换，费用高，由于需要进口，因而有着较长的周期。所以，采取粘接修复，现就此探讨如下。

1  缸体裂纹出现的原因分析

针对装载机发动机的缸体材料而言，一般采用的是灰铸铁，只是型号不同。针对此种材料而言，其特定主要有：

①强度较高，耐磨性突出;

②耐热性突出，能够抵抗幅度较大的震动;

③能够承受一定的压力与弯曲应力。但需要指出的是，此种材料也存在不足，即可塑性差，易产生明显的内应力。

装载机发动机缸体之所以会出现裂纹，原因主要有如下方面：

①在对发动机缸体进行制造时，没有开展规范化、科学化的人工处理，以致实际使用中发生缺陷，整体质量仍需不断提升;

②在低温状态下，缸体易被冻裂而引发裂纹，此外，当遭受撞击后，同样会有裂纹产生;

③发动机缸体当中的曲轴、活塞存在安装缺陷，在维修时未能严格依照规定来操作，暴力施工，从而造成缸体开裂。这些情况都是造成缸体裂纹的常见原因，因此，需采取切实措施，加以预防与处理。

2  修复方法

通过对相关资料进行查阅得知，现阶段，比较常用的发动机缸体裂缝修复工艺有两种，其一为粘接法，其二是焊接法;对于这两种方法而言，其无论是在操作工艺上，还是在实施成本上，再或者是在难易程度、修复效果上，均各有利弊。所以，本文根据现实情况，对比、论证了这两种修复工艺的优、缺点。

2.1 焊接法

由于发动机缸体所采用材料多为灰铸铁，根据当前所呈现出的裂纹状况，可选用焊接法来进行修复。依据焊接工艺的基本要求，可根据现实需要，选用镍基铸308焊条;但需强调的是，此焊条在实际使用中，对工艺有着比较高的要求，通常需要在特定温度下（120℃）进行一定时间的烘烤（1～2h），然后方能使用，需用到设备烘烤箱;此外，在实际焊接时，以及完成焊接后，需采用专业手段、要求专业技术人员来处理焊接所产生的应力。而受限于维修条件、维修设备，许多维修现场难以满足此种焊接的工艺要求，稍有疏忽或不当，便有可能出现裂缝越焊越长的情况，因而难以从根本上保障焊接质量，有着比较高的操作风险。

2.2 粘接法

对于此种方法而言，同样是现阶段比较常用的一种裂纹修复手段。通常情况下，可依据发动机的缸体材料与性质，采用国产或是进口的铸铁修补剂来实施粘接。针对铸铁修补剂来讲，其实际是由多种合金材料与改性增韧热树脂实施复合而制成的一种性能优异的聚合金属材料，现阶段，国产比较常用的是TS111铸铁修补剂（天山可赛新），而进口较常用的是得富铸铁修补剂（美国）。针对铸铁修补剂修复工艺而言，其操作比较简便，而且还有着不错的施工工艺性，此外，在固化之后，还可实施机械加工。本文不仅将修复工艺实施的难易程度考虑在内，而且还将铸铁修补剂的采购周期也考虑在内，最终决定用国产天山可赛新TS111铸铁修补剂来修复发动机缸体的裂纹。

3  修复工艺

3.1 前期准备工作

首先采用砂轮或者是手锉，打磨需要修复的部位，将表面的毛刺去掉，直到能够观察到缸体本色;然后选用1755EF型清洁剂（与铸铁修复剂相配套）把需要修复的部位进行彻底清洗，干净之后，用棉签对油垢等杂质进行擦拭。另外，要想将发动机缸体裂纹有效解决掉，需采用科学且实用的缸体裂纹检测方法，且在采用修补工艺时，先开展焊接预处理，通常情况下，可从如下方面着手：①需要对缸体裂纹的具体位置给予明确。需要清理缸体表面，不管是铁锈还是油垢，均需要做好彻底清理，以此使缸體始终处于洁净状态，将金属本体露出。然后依据现实状况，选择恰当方法来对裂纹的具体位置进行明确。比如可采用煤油试验法，即准备适量煤油，然后把缸体浸泡在煤油当中，时间应超过10min。完成浸泡后，把缸体擦干净，将表层露出来，然后涂一层高岭土，如果缸体存在裂纹，那么裂纹处的煤油便会被涂粉吸收，因而能够将钢铁裂纹位置准确判断出来。②超声波探伤法。此方法实际就是利用超声波技术，如果缸体有裂纹存在，超声波便会在对缸体金属进行撞击时，自动返回。通常来讲，探伤铸铁时均选频率为0.4～1.5兆赫兹的超声波探伤仪器。③水压实验法。针对此检测方法而言，实际就是将气缸盖、衬垫装在汽缸体上，在进水口处将水压机储水罐接入，并堵在其他水道口处，然后开展水压测试，时间为10分钟，如果缸体存在裂纹，那么此部位会有水珠出现。④磁粉探伤法。此方法采用后，如果有裂纹，那么磁力线方向便会有偏移，可依据磁粉纹路对裂纹的位置进行判断。

3.2 对裂纹部位及端点予以明确，进行止裂孔的加工

为了防止裂纹继续扩大，需要在裂纹的顶端位置，进行止裂孔的加工，所以，将裂纹的端部给予明确，尤为重要。受多种因素的影响与限制，笔者找到一些铁粉与1块强力磁铁，把磁铁贴在缸体内壁的裂纹处，然后将铁粉覆盖在缸体外侧的裂纹上。依据磁力同相相斥的基本原理，沿裂纹会产生明显的同相磁极，此时，铁粉会沿着裂纹而分布，而对于那些没有裂纹的地方，会呈现出均匀分布的状态。还需说明的是，依据此种特性，本文将裂纹所对应的端部加工止裂孔准确的找了出来，为后续操作提供了切实便利。

3.3 对站接坡口进行加工，且进行粗化、清洁处理

当完成止裂孔的加工工作后，采用事先准备好的手砂轮，沿裂纹方向进行坡口的加工，而对于坡口的宽度、深度而言，可依据铸铁修补剂的说明书来设定。为了能够最大程度发挥修补剂的附着力，使其与缸体母材更好的粘合在一起，需在完成坡口加工后，粗化处理涂抹铸铁修补剂的区域，然后进行彻底清洁。因右侧有着比较长的裂纹，依据产品的使用说明，需要在与裂纹相垂直的方向，即在裂纹拐角处，进行拉铆孔的加工，实施加固处理;与此同时，为了得到更好的粘接效果，在裂纹初段，沿着垂直方向，加工拉铆孔，进行配套的加固处理。

3.4 进行铸铁修补剂的涂抹

依据既定修复方案将上述步骤完成后，便可在裂纹坡口位置处，实施第四步，即进行修补剂的涂敷。依据可赛新TS111铸铁修补剂说明书A胶与B浇的混合比例，按照体积比A：B=4：1，或者质量比A：B=7：1，把TS111铸铁修补剂的A胶与B浇充分混合;当此操作完成后，便可在坡口位置处，对待修部位进行逐层涂敷，且用事先准备好的工具，把涂敷的胶压实并抹平，为后续加热、保温及固化操作提供便利。

3.5 加热、保温及固化

当将修补剂涂敷完成后，最后一步便为固化。依据相关要求，采用碘钨灯对修补的部位实施加热，使其温度在40～60℃之间，并保温>20小时。此操作完成后，TS111修补剂便能够实现彻底固化，且与缸体之间牢固粘接。此步骤看上去比较简单，但是决定着修复效果，若在粘接之后没有进行保温，那么固化效果便不理想，修复剂的效用无法彻底发挥。

在将修补剂涂敷完成之后，笔者还依据说明书，对涂敷部位进行了加热、保温与固化处理，时间为24小时，吊装发动机，依据安装技术要求，把发动机装配至原装载机上。当将装配工作完成之后，将发动机启动，使其运转>2小时（空载状态下），然后停机，检测修复部位，未发现有机油渗漏状况。然后把此车投入待现实生产当中，首先让其轻负荷作业，一切正常后，再投入到正常生产作业当中，未发生机油渗漏状况，满足现场生产需要。

4  缸体裂纹粘接修复技术的优势

采用铸铁修补剂来发动机缸体裂纹实施修复性粘接，乃是本单位的重要尝试，通过对粘接技术的合理化应用，从中发现其主要有如下优势：

①工艺简单，有助于降低成本及设备经济效益的提升;

②较轻的结构质量，较小的应力集中，省去了应力处理过程;

③借助粘接技术，可以减小对原缸体的破坏性，若首次粘接效果不理想，还可根据实际需要，实施二次粘接，或者是对修复工艺进行更换;

④对患者有着较小的污染，只要能够将剩余的修补剂处理好，便不会污染周围环境。该装载机发动机通过粘接修复之后，状况良好，震动情况得到明显减轻，运作至今，发动机没有出现异常或漏油情况，为企业节省了许多成本，创造了不错效益。另外，通过此次修复操作，还从中掌握了许多新颖技术，积累了操作经验，这些对于今后的粘接修复操作，奠定了基础。

5  结语

综上，装载机发动机缸体之所以会出现裂纹，主要是因为设备长时间处于腐蚀、高温环境中所致，通过粘接修复技术的合理使用，能够较好的对发动机缸体裂纹进行修复，使发动机保持正常、高效的运作状态，降低成本投入，提高运作效益。但需要指出的是，粘接修复技术的应用，需要根据裂纹的实际情况来选用，如果裂纹较大或已丧失修复必要，便需要及时更换，以免对装载机正常使用造成影响。

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