[发明专利]一种船用柴油发电机缸套修复工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及船用柴油发电机缸套修工艺方法。

背景技术

远洋运输业中，船用柴油机的功率是很大的，缸套是柴油机上很重要的部件之一，尺寸和重量较大，构造复杂，制作成本较高。

船用柴油发电机缸套是一个圆筒形零件，置于机体的气缸体孔中，上由气缸盖压紧固定。活塞在其内孔作往复运动，其外有冷却水冷却。

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。外表与冷却水接触，在较大温差下产生严重热应力，受冷却水腐蚀。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。侧推力改变方向时，活塞还撞击缸套。此外还受到较大的安装预紧力。

气体压力使缸壁产生切向拉应力和径向压应力，并且在内表面最大，这种应力都是高频脉动应力。气缸套应有足够的强度、刚度和耐热性能，还应具有较好的耐磨性能。工作中应有良好润滑和冷却。缸套一般采用含磷或含硼的耐磨合金铸铁作材料，如HT25-47、HP-CuCrMo等。缸套内表硬度通常要求大于HB200，且与活塞环硬度有良好匹配。

因缸壁内外温差产生极大的热应力，一般温度下使内表面产生压应力而冷却面存在拉应力。但在特高气温下，近内表面金属蠕变塑性变形，而冷却后即在内表面形成残余拉应力，这种随起动、停车变化引起的低频应力会使材料疲劳。由于压紧力和支承反力不在一作用线，在危险截面上产生剪切和弯曲及拉伸，加之此处受燃气压力的机械负荷特大，再加之形状变化，应力集中严重，很易产生裂纹。

缸套内表面与活塞环的摩擦磨损十分严重，另外缸套冷却水侧受到电化学腐蚀以外，还易发生穴蚀。

以往缸套损伤无论是电焊、氩弧焊、振动焊等各种热加工方式，都会不可避免的产生裂纹，基本没有可焊性。因此以往缸套损伤基本采用内孔加大，重新配置非标活塞的方法。

将内控扩大的方法虽然暂时解决了问题，但却使缸套内壁变薄，强度降低，其危害是显而易见的。而且对损伤较大的缸套无法修复，只能报废。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用激光熔覆技术修复船用柴油发电机缸套磨损部位的修复工艺。

本发明提供一种船用柴油发电机缸套修复工艺方法，其特征在于由下列工序组成：

①缸套的检测和清理：将缸套在车床上进行跳动检测和尺寸检测，确定损伤部位，对损伤部位机型机械清理，去除表面疲劳层检测；

②损伤部位的激光熔覆修复：操作过程中的参数是：

激光功率6200～8000W，

光斑直径2～6mm，

光斑移动速度100～150mm/s；

③缸套机加复形：在镗床和珩磨机上进行机械加工恢复原设计尺寸形态；

使用高功率光斑快速扫描熔覆区，使缸体损伤部位表面微熔，微熔层仅0.05～0.1mm，缸体表面的游离碳和其它有害相来不及溶解析出，保证了熔覆层的质量。

本发明提供的船用柴油发电机缸套修复工艺方法，其损伤部位的激光熔覆修复采用的熔覆材料是镍基合金粉末。

本发明提供的船用柴油发电机缸套修复工艺方法，其损伤部位的激光熔覆修复采用同步送粉激光熔覆的方式。

本发明提供的船用柴油发电机缸套修复工艺方法，其优点在于：实现了传统热加工方法不能实现的对发电机缸套的修复，而且修复工艺适应性强，操作简便，热变形小、焊接组织均匀，操作可实现自动化。残余应力小，可不做修复热处理。选用镍基合金材料修复后的发电机缸套表面性能优于原缸套的性能，提高了缸套的使用寿命，有很大的价值。

附图说明

图1为缸套的清理部位图；

图2为自动送粉器的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

某潜艇用缸套，其工作表面损伤深度1mm，材料为HP-CuCrMo。

修复工艺方法由下列工序组成：

①缸套的检测和清理：将缸套在车床上进行跳动检测和尺寸检测，确定损伤部位，对损伤部位机型机械清理，去除表面疲劳层，清理部位见附图1；

1-卡盘，2-缸套，3-缸套的检测和修复部位。

②损伤部位的激光熔覆修复：操作过程中的参数是：

激光功率6200～8000W，

光斑直径2～6mm，

光斑移动速度100～150mm/s。