液壓桿（油缸）電刷鍍修復(fù)技術(shù)及其應(yīng)用 要求加精

．前言工程機械常見的破壞形式主要包括摩擦副的磨損和局部破壞（拉傷、電擊傷、壓坑等）。對于磨損件的修復(fù)，傳統(tǒng)的修復(fù)方法包括：機械加工修理法（如修理尺寸法、附加零件法、局部更換法等）、焊接修理法（堆焊、補焊、釬焊等）和電鍍修理法（低溫鍍鐵、鍍鉻）等。對于結(jié)構(gòu)簡單的零部件也可以采用熱噴涂（熱噴焊）修復(fù)技術(shù)。對于重要零部件的局部破壞（如液壓桿、油缸的拉傷、電擊傷、壓坑等），采用上述維修方法常常是費工、費時、費料，甚至無法修復(fù)。本文主要介紹一些局部破壞的修理方法，并詳細(xì)說明每種方法的優(yōu)缺點，以便從事工程機械維修的技術(shù)人員針對具體問題進行可靠維修。2．焊修技術(shù)的優(yōu)缺點對于局部損傷，常用的焊修方法包括補焊、堆焊、釬焊等，每一種焊修方法都有其自身的特點和不足。2．1補焊焊接技術(shù)用于修復(fù)零部件的局部缺陷時稱之為補焊。補焊的最大特點是施工簡便、修復(fù)成本低、時間短。補焊時應(yīng)根據(jù)材質(zhì)的種類選用恰當(dāng)?shù)难a焊材料和補焊工藝。對于普通碳素鋼，應(yīng)根據(jù)材質(zhì)的碳當(dāng)量（而不是含碳量）確定補焊方法。對于不銹鋼、鑄鐵、鋁及鋁合金應(yīng)的補焊應(yīng)特別注意材質(zhì)的性能和工件的使用環(huán)境，做到基體問題具體分析，把握好焊前處理、施焊、焊后處理方法及施工參數(shù)。既然補焊是焊接的一種特殊形式，在施焊過程中不可避免地會在焊修部位形成熔池（產(chǎn)生局部高溫），從熔池到工件本體之間的不均勻加熱必然造成焊區(qū)及熱影響區(qū)產(chǎn)生熱應(yīng)力，導(dǎo)致焊修件變形、裂紋（如鑄鐵件、高碳鋼件炸口等）、局部硬化、相組織變化、疲勞性能下降等缺陷。焊修過程中還會導(dǎo)致熔池及熔池附近產(chǎn)生氣孔、相變、機械性能降低等問題。因此，用補焊方法修復(fù)局部缺陷，常常是一種不得已而為之的選擇。2．2釬焊為了降低焊修時的施焊溫度，人們使用熔點較低的焊料進行熱熔焊——人們常稱之為釬焊。補焊與釬焊的最大不同之處在于釬焊時在工件上不形成熔池，在釬焊過程中熔化的只是釬料（釬料的熔點較低），基體并未真正熔化，利用釬料熔化后的浸潤作用粘附基體并在釬焊部位形成修復(fù)層。如果釬料、焊劑選擇恰當(dāng)，釬料與基體間的微擴散有助與提高釬焊層與基體間的結(jié)合強度。因此，與熔化焊相比，釬焊時工件的熱影響小，零件很少變形，機械性能也不會受到太大的影響。目前，很多人采用釬焊——電刷鍍復(fù)合修復(fù)技術(shù)修補壓坑，具體方法是先釬焊錫－鉍合金釬料（釬料熔點135～140℃），經(jīng)刮研后再刷鍍一層耐磨鍍層，從而實現(xiàn)對壓坑的修復(fù)。釬焊的最大缺點是焊層軟、強度低，當(dāng)釬料或助焊劑選用不當(dāng)時，釬焊層與基體結(jié)合不牢。為了提高釬焊層與基體的結(jié)合力，對于鑄造缺陷、易在金屬表面形成氧化膜的材料（不銹鋼、鋁及其合金），應(yīng)在釬焊之前，先刷鍍銅，然后再釬焊錫－鉍合金。鍍銅的作用就是為了改善基材的可釬焊性。2．3冷焊修復(fù)技術(shù)之一（補片修復(fù)技術(shù)）冷焊（補片）修復(fù)技術(shù)是利用電阻焊的原理開發(fā)出來的一種新型維修方法。當(dāng)基體金屬和補片金屬之間有較高的接觸電阻時，脈沖電源瞬間輸出的大電流脈沖所產(chǎn)生的電阻熱將金屬片與基體粘結(jié)在一起。在單位面積上產(chǎn)生的電脈沖越多，粘結(jié)點越多，金屬片與基體的粘結(jié)強度越高。這就如同傳統(tǒng)的納鞋底一樣，針線越密，納出的鞋底越結(jié)實。由于補片時只是在電極接觸部位出現(xiàn)瞬間高溫，在補片過程中工件本身不會升溫，因此熱影響小。補片修復(fù)技術(shù)的缺點是，當(dāng)凹坑深度遠(yuǎn)高于金屬片厚度時，需要多次修磨、多次補修，施工效率低下。因為補片是局部粘結(jié)，而不是整體焊接，所以金屬片與基體間的結(jié)合強度不高，層間夾雜很多空隙。另外，由于補片層與基體之間無法形成一個完美的整體，所以對冷焊后的工件進行修磨時，在基體與補片部位之間不能形成平滑過渡。對于導(dǎo)電良好的基材（銅、鋁等），由于其具有較低的表面接觸電阻，無法用補片方法進行維修。2．4冷焊修復(fù)技術(shù)之二（氣體保護熔絲焊修復(fù)技術(shù)）氣體保護熔絲焊修復(fù)技術(shù)有時也稱之為微弧冷焊修復(fù)技術(shù)，它是在傳統(tǒng)氬弧焊基礎(chǔ)上開發(fā)出來的一類新型焊修技術(shù)。設(shè)備的主要構(gòu)成部分包括脈沖電源、保護氣體（氬氣等惰性氣體）和用來填補缺陷的金屬絲。利用焊槍產(chǎn)生的電弧（電弧溫度一般在6000℃以上）將金屬絲熔化，用保護氣體（惰性氣體）把熔化的金屬液滴吹射到工件的局部缺陷處，從而填平工件表面的凹坑。與一般意義的氣體保護焊技術(shù)不同，實施氣體保護熔絲焊時被熔化的金屬焊絲，不會在修復(fù)部位形成焊接熔池，所以在微弧冷焊的施工過程中，工件溫升小，不會產(chǎn)生明顯的熱影響。氣體保護熔絲焊技術(shù)的最大特點是焊層與基體結(jié)合牢固。氣體保護熔絲焊修復(fù)技術(shù)不足之處是生產(chǎn)效率低，焊層多孔，有微觀缺陷，表面粗糙。一般采用對焊層修磨后再刷鍍一層金屬鍍層的方法來提高表面光潔度。2．4焊修技術(shù)的共性問題實際焊修實踐表明，用前面提到的焊修技術(shù)（軟釬焊除外）修復(fù)鍍鉻液壓支柱（油缸），在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)兩類質(zhì)量問題。（1）焊區(qū)局部硬化，很難修平，焊修部位與完好部位難以實現(xiàn)平滑過渡，使用中焊區(qū)凸起部位很容易刮傷油封，在短期內(nèi)就會出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。（2）即使焊修部位與完好部位能夠?qū)崿F(xiàn)平滑過渡，尺寸精度也符合要求，當(dāng)時檢測不出修復(fù)質(zhì)量問題。但是，由于修復(fù)區(qū)（焊修區(qū)）與完好區(qū)（鍍鉻區(qū)）的材料性質(zhì)存在差異，在使用環(huán)境中存在電偶腐蝕，導(dǎo)致近鉻區(qū)邊界（靠近鍍鉻層的區(qū)域）因腐蝕而下陷，使用不久便會出現(xiàn)滲油現(xiàn)象，隨著使用時間的延長，漏油現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。在陰雨、潮濕環(huán)境中工作的油缸，這種電偶腐蝕現(xiàn)象很常見。3．電鍍修復(fù)技術(shù)電鍍修復(fù)技術(shù)是一種在低溫條件下恢復(fù)零部件尺寸的傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)，與焊修技術(shù)相比，不會出現(xiàn)因局部高溫而帶來的種種問題。電鍍修復(fù)技術(shù)是利用電解的原理將鍍液中的金屬離子還原成金屬原子并沉積在金屬表面形成具有較高結(jié)合力和一定厚度的修復(fù)層。雖然電鍍的種類很多，但是可以用于修復(fù)的主要有兩類，即低溫鍍鐵和鍍厚鉻。由于鍍鉻時沉積速度很慢，生產(chǎn)效率低，人們多采用低溫鍍鐵修復(fù)技術(shù)。為了提高鍍鐵層的耐腐蝕能力和耐磨性，通常在鍍鐵層表面再鍍一層薄鉻。對于液壓桿、油缸這類在戶外工作的部件，用低溫鍍鐵恢復(fù)尺寸，經(jīng)修磨后表面罩鉻是最常用的修復(fù)方法。電鍍法修復(fù)局部壓坑的一般工藝流程是：焊修法填坑→機械修磨（整體磨光）→低溫鍍鐵→機械修磨（整體磨光）→鍍鉻照面→機械修磨（磨削加工至符合尺寸及光潔度要求）電鍍修復(fù)法的適合在專業(yè)化的電鍍廠進行批量加工，不適合單件、異型件以及野外現(xiàn)場修復(fù)。4．FJY電刷鍍修復(fù)技術(shù)電刷鍍技術(shù)出現(xiàn)后，越來越多的維修工作者開始利用電刷鍍技術(shù)修復(fù)液壓桿、油缸。由于電刷鍍維修技術(shù)簡便易行、成本低、生產(chǎn)效率高、在常溫下就能實現(xiàn)修復(fù)層與基體之間的金屬鍵結(jié)合，因此，在眾多的現(xiàn)代維修方法中，電刷鍍修復(fù)技術(shù)已逐漸成為修復(fù)工程機械液壓系統(tǒng)的主要方法。特別是在西北工業(yè)大學(xué)研制成功的FJY系列環(huán)保、快速、超厚、多功能刷鍍技術(shù)以后，用超厚刷鍍法修復(fù)局部缺陷非常方便。大量成功修復(fù)實例證明，在液壓桿、油缸領(lǐng)域，F(xiàn)JY系列電刷鍍技術(shù)已表現(xiàn)出替代常規(guī)修復(fù)技術(shù)的潛力。4．1鍍鉻液壓桿電刷鍍工藝流程機械整形（用電動磨頭將缺陷處拓展至適合鍍筆良好接觸）→電凈→水洗→去氧化膜（各種活化處理）→鉻面活化→鉻面底鎳→水洗→高速厚銅填坑（鍍厚能力3mm以上）→機械修磨（修磨至平滑過渡）→電凈→水洗→鉻面活化→鉻面底鎳→水洗→耐磨面層→水洗→機械修磨→表面拋光。4．2修復(fù)工藝說明均勻磨損的液壓桿很容易修理，比較有效的方法是先磨去表面的電鍍層（主要是磨去鍍鉻層。如果直接在鍍鉻表面電鍍，結(jié)合力難以保證。雖然有人采用陽極刻蝕的辦法活化鍍鉻層，但常常因難以確保活化效果，修復(fù)可靠性不高），然后按常規(guī)電鍍修復(fù)工藝進行電鍍修復(fù)。對于在工作現(xiàn)場出現(xiàn)的點坑破壞、電擊傷破壞、碰傷破壞等深度大（毫米級）、面積小的局部損壞的修復(fù)（如圖1所示），不適合采用電鍍修復(fù)法。FJY系列快速超厚電刷鍍修復(fù)技術(shù)是解決這類問題的最佳選擇，其工藝說明如下：機械整形：用電動磨頭打磨待修部位至弧形平滑過渡，保證鍍筆能夠接觸到凹坑的底部（如圖2所示）。

圖1局部破壞照片 

圖2機械整形
電凈：電凈的作用是出去工件表面的油污。為了防止油污污染鍍液，鍍液可能流過的地方都應(yīng)該進行電凈處理。電凈的面積可以大一些、次數(shù)可以兩次以上，確保經(jīng)過此步驟后，工件上的油污能夠徹底除盡?；罨阂簤簵U的材質(zhì)多為經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的碳素結(jié)構(gòu)鋼。一般用2號活化和3號活化去除鋼鐵表面的氧化膜、滲碳體和游離碳（過飽和碳）。用FJY全能鉻面活化液去除鍍鉻層表面的氧化膜。如果不用鉻面活化液處理鍍鉻面，鉻面上的鍍層與鍍鉻層結(jié)合不牢，鍍后修磨時難以實現(xiàn)平滑過渡。使用時毛糙的邊界會刮傷油封。鉻面底鎳：鍍鉻面底鎳的作用是在修復(fù)部位刷鍍出結(jié)合牢固的底層（其作用與蓋樓房時打地基的作用相似，只有把地基打牢了，樓房才能穩(wěn)固），鍍鉻面底鎳的時間不宜太長，以施鍍面呈均勻的亮白色為宜。如果底層呈灰色（或暗灰色），應(yīng)磨去底層，重新進行鍍前處理和鍍底鎳工序。高速厚銅填坑：液壓桿的局部破壞深度一般在0.5~3mm之間，用FJY系列快速超厚高堆積厚銅填坑，刷鍍時間約0.5~1小時（一般情況下，1mm的深度可以在15~20分鐘內(nèi)填平）。圖3是刷鍍快速厚銅照片。機械修磨：用仿形磨具修磨刷鍍面，按照由粗到細(xì)的順序修磨至平滑過渡并符合公差要求。鍍耐磨面層：耐磨面層是為了提高表面硬度和耐腐蝕性，一般選用鎳及其合金作面層。因面層是覆蓋在銅層和鉻層之上的，所以在鍍面層之前，仍需要進行鉻面活化、鉻面底鎳工序。表面拋光：表面拋光的作用時精修刷鍍面，用細(xì)砂紙蘸拋光膏拋磨刷鍍面，是表面達到鏡面光澤。表面拋光由雙重作用，其一是提高密封性能，其二是防止磨傷油封。按照本文推薦的刷鍍方法修復(fù)鍍鉻液壓桿、油缸，使用效果與新件相當(dāng)。圖4是修復(fù)后的液壓桿照片。

圖3刷鍍快速厚銅填坑  

圖4修復(fù)后的工件
5.結(jié)論

• 故障與維修