第六节　修复工艺选择和工艺规程的制订

在机械设备维修中，充分利用修复技术，选择合理的修复工艺，制订修复工艺规程，具有重要意义。

一、对修复零件的基本要求

①修复后能保持或恢复零件原有技术要求，包括尺寸、几何形状、相互位置精度、表面粗糙度、硬度以及其他力学性能。

②修复后必须保持或恢复足够的强度和刚度，满足使用要求。

③修复后其耐用度至少应维持一个修理间隔期。

④修复的成本要低于新件的制造成本。

二、几种主要修复工艺的优缺点及应用范围

前面已介绍了几种主要修复工艺，但是为便于对它们进行比较，以便合理选择使用，现列表简要归纳它们的优缺点及应用范围，见表2-9。

三、修复工艺的选择原则

合理选择修复工艺是维修中的一个重要问题，特别是对于一种零件存在多种损坏形式或一种损坏形式可用几种修复工艺维修的情况下，选择最佳修复工艺显得更加必要。在选择和确定合理的修复工艺时，要保证质量，降低成本，缩短周期，从技术经济观点出发，结合本单位的实际生产条件，需考虑以下原则。

（一）工艺合理

采用的修复工艺应能满足待修零件的修复要求，并能充分发挥该工艺的特点。

1.工作条件

载荷、速度、温度、润滑、配合、工作面间介质等不同，采用的修复工艺也应不一样。例如，气缸气门口间的裂纹，一般用粘接；而后桥和变速箱壳体、轴承座孔间的裂纹，就不能用粘接修复；缸盖气门口间的裂纹，因工作温度高，也不能用一般的粘接法修复，而需要用栽丝和打孔灌注无机粘接剂相结合，或用焊补法修复。滑动配合的零部件表面，承受的接触应力较高，只有镀铬、喷焊、堆焊等工艺可满足；承受冲击载荷的零件，宜采用喷焊、堆焊工艺。

2.磨损程度

各种零件由于磨损程度不同，修复时要补偿的修复层厚度也各有所异。因此，必须掌握各种修复工艺所能达到的修复层厚度。表2-10是几种常用修复工艺能达到的修复层厚度。当零件的直径磨损量超过1mm时，用镀铬修复显然是不合适的。

3.零件特征

它包括零件材料、尺寸、结构、形状及热处理等。几种修复工艺对常用材料的适用范围见表2-11。

注：“+”表示修复效果良好；“-”表示能修复，但需要采取一些特殊措施；空格表示不适用。

例如：喷涂工艺在零件材质上的适用范围较宽，对绝大部分黑色金属及合金均适用；对少数有色金属及合金（紫铜、钨合金、钼合金等）喷涂则较困难，主要是这些材料的热导率很大，喷涂材料不适用于喷焊。球墨铸铁曲轴的可焊性较差，用堆焊修复就不如用等离子喷涂或低温镀铁效果好。

零件本身的尺寸结构和热处理特性限制了某些工艺的采用。例如：直径较小的零件用埋弧堆焊和金属喷涂修复就不合适；平面用喷涂法修复其结合强度更低；用堆焊法修复零件，不可避免地会破坏零件的热处理状态；轴上螺纹车小时，要考虑螺母的拧入是否受到附近轴径尺寸较大部位的限制；电动机端盖轴承孔磨损，不宜用镶套法修复。

4.精度和性能

修复工艺对零件的精度及力学性能均有不同程度的影响，选择修复工艺就应考虑修复层的硬度、加工性、耐磨性、密实性、精度等。例如，要保持磨合面的润滑性能，提高零件的耐磨性，可采用多孔镀铬、镀铁、喷涂、振动堆焊等工艺；电镀、喷涂、粘接等工艺对零件的组织几乎没有影响，受热变形也小；而电弧焊、气焊、堆焊等工艺，由于高温使热影响区的金属组织及力学性能要发生变化，所以只适用于焊修后需要加工整形的零件、未淬硬及焊后要进行热处理的零件。

（二）经济合算

所谓经济合算，是指不只单纯考虑工艺的直接消耗，即修复费用低，同时还要考虑零件的使用寿命。通常用下式比较：

式中　S修——修复旧件的费用，元；

T修——零件修复后的使用期，h或km；

S新——新件的制造费用，元；

T新——新件的使用期，h或km。

上式说明，若修复件的单位使用寿命所需用的修复费用低于新制造件的单位使用寿命所需用的制造费用，则可认为选用的修复工艺是经济的。但是，还要注意考虑因缺乏备品配件而停机停产造成的经济损失情况。这时即使所采用的修复费用较高，若从整体的经济方面分析还可取，则应不受上式限制。有的工艺虽然修复成本很高，但其使用寿命却高出新件很多，则也应认为是经济合算的工艺。

（三）效率提高

修复工艺的生产效率可用自始至终各道工序时间的总和表示。总时间越长，工艺效率就越低。以车轮轮缘修复工艺为例，镶焊或锻焊成的钢圈，从制圈到装配焊成需要多道工序、多种设备，生产效率低；而用堆焊法修复，省略气割和焊接钢圈两道工序，直接将金属丝熔化在轮缘上，不仅效率提高了，而且车轮的力学性能也得到改善。

（四）生产可能

选择修复工艺时，还要注意本单位现有的生产条件、修复技术水平、协作环境，考虑修复工艺的可行性。同时，努力创造条件，不断更新现有的修复技术，推广和采用先进的修复工艺。

总之，选择修复工艺时，不能只从一个方面考虑问题，而应综合分析比较，从中确定最优方案，直至做到工艺上合理、经济上合算、生产上可能。

四、修复工艺规程的制订

（一）调查研究

①查明零件存在缺陷的部位、性质、损坏程度。

②分析零件的工作条件、材料、结构和热处理等情况。

③明确修复技术要求。

④根据本单位的具体情况，比较各种修复工艺的特点。

（二）确定修复方案

在调查研究的基础上，根据零件各损坏部位的情况和修复工艺的适用范围以及工艺选择原则，确定合理的修复方案。

（三）制订修复工艺规程

修复方案确定后，按一定原则拟订先后顺序，形成修复工艺规程，并注意以下问题。

1.合理编排顺序

①变形较大的工序应排在前面，电镀、喷涂等工艺一般在压力加工和堆焊修复后进行。

②零件各部位修复工艺相同时，应安排在同一工序中进行，减少被加工零件在同一车间多次往返。

③精度和表面质量要求高的工序应排在最后。

2.保证精度要求

①尽量使用零件在设计和制造时的基准。

②原设计和制造的基准被破坏，必须安排对基准面进行检查和修正的工序。

③当零件有重要的精加工表面不修复，且在修复过程中不会变形，可选该表面为基准。

3.保证足够强度

①零件的内部缺陷会降低疲劳强度，因此对重要零件在修复前后都要安排探伤工序。

②对重要零件要提出新的技术要求，如加大过渡圆角半径、提高表面质量、进行表面强化等，防止出现疲劳断裂。

4.安排平衡试验工序

为保证高速运动零部件的平衡，必须严格规定平衡试验工序。例如曲轴修复后应做动平衡试验。

5.保证适当硬度

必须保证零部件的配合表面具有适当的硬度，绝对不能为便于加工而降低修复表面的硬度；也要考虑某些热加工修复工艺会破坏不加工表面的热处理性能而降低硬度。

①保护不加工表面热处理部分。

②最好选用不需热处理就能得到高硬度的工艺，如镀铬、镀铁、等离子弧喷焊、氧-乙炔火焰喷焊等。

③当修复加工后必须进行热处理时，尽量采用高频淬火。