发生缸套裂纹的原因及焊补修理法

　　柴油发电机的气缸套是一个圆筒形零件，置于缸体的汽缸体孔中，上由汽缸盖压紧固定。活塞在其内孔作往复运动，其外有水箱宝冷却。当发电机启动作业时，汽缸套内表受高温高压燃气直接作用，并始终与活塞环及活塞裙部发生高速滑动摩擦。外表与水箱宝接触，在较大温差下产生严重热应力，受防锈水腐蚀。活塞对缸套的侧推力不仅加剧其内表摩擦，并使其产生弯曲。

　　一台柴油发电机组（NT855型重庆cummins发电机）在使用中发生起动失败，柴油发电机功率不足，排气管冒黑烟损坏。经验查发现，润滑油压力下降至0.25MPa，曲轴箱进水，润滑油已变稀、变质。进一步检查发现，柴油发电机缸壁有一条长约56mm、宽3mm、深3mm的横向裂纹，冷却液通过裂痕渗入缸内，造成缸内燃烧不佳，致使熄火、排黑烟等状况。水又经活塞与缸套之间间隙漏入油底壳，稀释润滑油使油压减轻，并使润滑油氧化变质。

　　柴油发电机缸套工作因素恶劣，作业时手里比较复杂，作业温差很大，受制造安装、操作保养等要素的危害易产生裂纹。

　　缸套生产制造程序中，由于铸件壁厚不均匀，形状复杂，易产生砂眼、夹砂、气孔、松缩、白口组织、微小裂痕、变形等缺点，是机体强度减轻；机体机械加工过程中，如铣削、磨削、刨削、镗孔时产生的残余应力及划痕、刀伤等易造成应力集中，出现微观裂痕；缸套装配步骤中，若没有严格按照安装工艺规范进行，强行装合，易使缸套内部积聚过量的残余应力，引发裂痕。

　　（2）冷态下的发电机组起动之前，柴油发电机机体的温度与环境气温相同，起动后，操作人员为了尽快提升机体温度，不是以怠速或稍高于怠速运行，而是快速加载使柴油发电机重负荷磨损和高热量，使缸套突然承受较高的燃气温度和过量的燃气压力功能，造成缸套冷热不均，局部偏热、应力分布不均衡，长期如此使用在应力过度处引发裂纹。

　　（3）冷却液不够纯净，或添加剂使用不正确，在机体水道内形成水垢，危害冷却装置的散热性能，是缸体发生裂纹的危险性增大。

　　根据实际作业中的维修因素，以及缸套修复质量要求，选取手工电弧焊对裂痕进行修补。这种方式的亮点是工艺灵活，适应性强，而且可以通过工艺调整来改良应力的分布。

　　缸套由灰铸铁而成，塑性差且具有脆性，无法承受塑性变形，强度也过低，导热能力差，焊接性能不好康明斯发电机官网。因此，在进行焊接修理时，按以下流程进行。

　　（1）焊接前彻底排除裂痕处的油污、水垢等，可用碱水、丙酮或柴油清洗，并用刮刀、钢丝刷排除，甚至可用火焰烘烤排除，保证被修复表面干燥、清洁、粗糙、预防焊接时发生气孔，夹渣等缺点。

　　（2）察看裂痕的位置和方向，在裂纹两端各钻一直径4~5mm的止裂孔，防范焊接时裂痕继续延伸。

　　（3）沿裂痕开V形坡口，坡口角度为60°~70°，底部为圆弧形坡口，坡口深度约为壁厚H的三分之二防音发电机，坡口两侧20mm以内的缸套表面用钢丝刷或纱布打磨，露出金属光泽。

　　（4）焊前用焊枪或喷灯在缸套裂痕处缓慢地预热至350℃。选用Z308纯镍铸铁焊条，焊条直径2~4mm。Z308是纯镍芯石墨型药皮铸铁焊条，该焊条交直流两用。电弧稳定，具有细小熔滴过渡，熔渣覆盖均匀，焊缝成形美观等特征，常温下可得到奥氏体组织焊缝。焊缝区金属韧性好，延伸率高，加工性能好，不易出现裂痕静音型发电机组、气孔和夹渣。焊前将焊条加热至120~150℃，经2h烘干，焊接时采用直流电源反接，反接电流为90~110A，在保证焊接质量的前提下尽量选取较小电流。

　　（5）焊完后立即用小锤轻轻锤击焊缝，以细化微观金属晶粒，提升焊缝的致密性，并解除焊接应力。焊缝应平整光滑，可用錾子、圆锉或纱布进行修整。

　　经过操作验证，焊修后的柴油发电机缸套工作正常，实现了以过低的维修费用在短期内恢复柴油发电机作业的目的。

　　环氧胶结具有粘接力强、收缩小、抗疲劳等长处，同时工艺大概，操作方便，成本低廉。它最大的短处是耐热.不耐冲击等，而且在下次检修时，用热碱水煮沸后会产生脱皮现象，需重新粘接。因此，可以用此法对气缸体及气缸盖的其它部位，如燃烧室、气门座等温度较高的地方进行修理。

　　此法适合于对一些受力要求不大、对裂缝(一般为50mm以下)要求过低的平面部位，其修理品质较好，但较费时。

　　通常而言，由水玻璃、无机聚沉剂、有机絮凝剂、无机填料和粘合剂构造的胶状液，适合于堵塞铸铁或铝缸中的小裂纹、砂眼等短处。