發動機缸體裂紋的原因分析及修補工藝

唐暉鋒 陸華輝 蒙力

摘 要：本文主要通過對發動機缸體裂紋的原因進行分析，采取相應的防范措施，并提出有效解決發動機缸體裂紋問題的修補工藝，以高質量修補發動機缸體裂紋，使發動機缸體能夠發揮出在汽車發動機運行中的功能，保障發動機的正常運行。創新發動機缸體裂紋修補工藝，提高汽車修理水平，從而為汽車的安全行駛提供重要保障，推動汽車行業的可持續發展。

關鍵詞：發動機;缸體;裂紋;原因;修補工藝

1 引言

隨著我國社會經濟的高速發展，汽車行業也取得了不錯的成績，越來越多的人開始使用汽車，汽車數量逐漸增多。在汽車行業發展的過程中，不僅要從經營管理方面著手，還要關注汽車修理技術的研究和創新，以解決汽車運行中發生的故障，保障人們的生命財產安全。發動機是汽車行駛的核心動力設備，而缸體則是發動機中的重要組成部分，必須予以高度重視，不容忽視。一旦發動機缸體出現裂紋，卻未得到及時的修補，那么便很容易造成發動機無法運行。造成發動機缸體裂紋的原因有很多，需要做好相應的防范措施，若是直接更換氣缸，則會提高成本，因此要不斷地創新缸體裂紋修補工藝，以獲得更多的經濟效益。

2 發動機缸體裂紋的原因

汽車發動機缸體的材料通常來說都是灰口鑄鐵（如圖1），只是在型號上有所不同。這種材料具有以下特點：一是具有較高的強度，十分耐磨;二是具有較好的耐熱性，可抵抗較大幅度的震動;三是可承受一定范圍內的彎曲應力和壓力。這一材料的缺點則在于不具備良好的可塑性，很容易產生內應力。汽車發動機缸體出現裂紋的原因主要有以下幾種：第一，在制作汽車發動機缸體的時候，并未進行科學的人工處理，以致于出現了缺陷，整體質量還有待提高;第二，缸體在低溫狀態下容易被凍裂而產生裂紋，另外在受到猛烈的撞擊之后也可能產生裂紋;第三，發動機缸體中的活塞和曲軸安裝有問題，在維修的過程中沒有嚴格按照規定要求來執行，暴力施工而致使缸體出現裂紋;第四，汽車駕駛人員在開車的過程中，駕駛習慣不好，或是其他偶然事故造成缸體裂紋[1]。

3 防范發動機缸體出現裂紋的有效措施

雖然引發發動機缸體出現裂紋的原因比較多，但同樣可以采取一定的防范措施來加以預防，避免發動機缸體出現裂紋，主要措施有：一是要做好汽車保養，按照汽車行駛的里程數要求來進行首保，檢查汽車中的各項設備，看是否能夠正常運行;二是若是在冬季，則一定要給汽車做好防凍措施，可適當地利用防凍液來避免缸體凍裂，需要注意的是所使用的防凍液一定要質檢合格;三是在駕駛汽車的過程中，不可超速行駛，以免發動機超負荷工作，導致缸體發生開裂;四是維持冷卻系統的正常運行，要控制好發動機的溫度，避免溫度過高而出現熱脹冷縮現象，以防缸體出現裂紋;五是要定期對汽車發動機進行保養，保養和維修的時候不可暴力拆卸缸體，裝配發動機的時候也必須按照相關要求來執行，確保各配件質量合格[2]。

4 有效解決發動機缸體裂紋問題的修補工藝

4.1 解決灰口鑄鐵補焊的白口問題

灰口鑄鐵補焊技術，是較為常見的缸體材料焊接工藝，需要進一步完善和改進。特點在于鑄鐵并不具備良好的可焊性，最大的問題在于局部加熱，而鑄鐵的導熱性不強，當鑄鐵因冷卻速度過快，呈液態凝固狀態時，很容易在焊接中出現“白口”現象，這會導致缸體材料變得硬而脆，容易出現裂紋。而且受熱脹冷縮的影響，由于鑄鐵無有效的可塑性，致使焊縫和焊接本體產生裂紋。為解決這一問題，可從以下幾個方面著手：首先，可將石墨化劑添加于焊縫金屬高溫中，但要避免石墨化劑擴散于焊接區中。亦或是將銅添入至焊縫中，以避免缸體材料過硬;其次，在需按額金屬焊條的時候，應當選擇熔點比較低的焊條，比如說鎳基焊條，這樣就不會因為溫度過高，而導致石墨化劑擴散，可提高焊縫的可塑性，降低應力的負面影響;最后，在實施灰口鑄鐵補焊作業的時候，一定要先進行預熱，完成焊接工作之后，則要做好保溫工作，避免冷卻速度過快而產生裂紋[3]。

另外，還要科學選擇焊接的方法，可根據焊接區域壁厚的情況而定。例如，若是焊接區域的壁厚不超過十毫米時，那么可以選擇手工電弧焊冷焊工藝。具體實施方法是：焊接的電流要小，焊接的速度要快，焊道要控制在十毫米至四十毫米之間，可根據實際情況來確定是分層焊，還是斷續焊;若是焊接區域的厚壁大于是毫米，但小于二十毫米，則可以實施手工電弧伴熱焊技術。這一技術在應用過程中，一定要控制好預熱的溫度，至少要達到四百攝氏度，焊接的電流要大，速度要慢，采取連續焊方式。需要注意的是在焊接完成之后，一定要進行保溫，避免過快的冷卻;若是焊接區的壁厚超過了二十毫米，那么便可以引用手工電弧熱焊技術。在進行焊接之前，一定要進行預熱，并且預熱的溫度要達到五百攝氏度，選擇大電流來進行連續焊，將熔池的溫度控制在可控范圍內，完成焊接之后，要再將溫度升至六百攝氏度。

4.2 優化缸體裂紋檢測方法，做好焊前預處理工作

解決發動機缸體裂紋，需要采取科學的缸體裂紋檢測方法，并且在實施修補工藝的時候，一定要先進行焊前預處理工作，可從以下幾個方面來探討：第一，要先確定缸體出現裂紋的位置。應當將缸體表面清理干凈，無論是油污、還是鐵銹，都要進行良好的處理，以使缸體保持潔凈，露出金屬本體。然后再根據實際情況來選擇合適的方法來確定裂紋位置。一是可采用煤油試驗法。這一方法是準備一定量的煤油，然后將缸體浸泡到煤油中，浸泡時間最短不可少于十分鐘，最長不可超過二十分鐘。浸泡完畢之后，將缸體擦干凈，露出表層，然后涂上一層高嶺土，若是缸體有裂紋，那么有裂紋地方的煤油便會被涂粉所吸收，便可以準確判斷缸體裂紋所在位置;二是超聲波探傷法。這一檢測方法充分利用了超聲波技術，當缸體中存在裂紋時，超聲波便會在撞擊缸體金屬的時候，自動返回。一般情況下，探傷鑄鐵的時候都選擇頻率在0.4兆赫茲至1.5兆赫茲之間的超聲波探傷儀器;三是水壓實驗法。這一檢測方法，是在氣缸體上裝設氣缸蓋和襯墊，在進水口處接入水壓機儲水罐，分別堵住其他的水道口，然后進行十分鐘的水壓測試，若是缸體有裂紋，那么有裂紋的位置便會出現水珠;四是磁粉探傷法。實施此種檢驗方式后，若缸體存在裂紋，那么磁力線的方向便會出現偏移狀況，可根據磁粉的紋路來判斷裂紋的具體位置。需要注意的是，在完成此次試驗之后，要做好退磁工作。

第二，在確定好缸體裂紋的位置之后，則需要在實施焊接工藝之前，做好預處理工作。首先，要找到缸體裂紋開始的位置，標記缸體裂紋結束的位置，然后在距離開始位置和結束位置三毫米至五毫米的位置，打一個止裂孔，以避免裂紋的范圍越來越大。之后，可充分利用角向平光機設備，來打一個坡口，破口要位于裂紋處，并且呈現”V”字形，寬度可控制在八毫米至十五毫米之間，深度值要根據實際情況來定，需確保無法看見裂紋。

5 結束語

加強對發動機缸體裂紋原因的分析，十分有必要，只有找到引發缸體裂紋的具體原因，才能實施針對性的措施來加以防范，為提高發動機缸體裂紋修補工藝，則一定要先采用有效的措施來找到裂紋的具體位置，然后再實施有效的修補工作，以達到良好的修復效果，保障汽車發動機缸體的正常運行。

參考文獻：

[1]杜勤，張渠，李寧，焦晶晶，劉亞莉，劉志虹.發動機缸體破裂原因分析[J].中國材料科技與設備，2015（11）：38.

[2]劉占魁.發動機缸體和缸蓋裂紋的補焊技術[J].中國化工貿易，2017（5）.

[3]王國新.發動機缸體裂紋及變形檢修[J].農機使用與維修，2012（03）：88.