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铝合金铸件缺陷分析
铝压铸件在浇铸过程中由于受未严格控制水分、浇冒口系统设置不合理等因素的影响，其内部或表面极易产生夹渣、缩孔、针 孔和砂眼等缺陷。这些缺陷在薄壁铝合金铸件中更易形成，且一直未有好的补救措施，严重威胁着铸件质量。此类质量问题严重困扰着设计、管理和加工人员。
如果这些缺陷只在壁层较厚的毛坯件表面，或尚未精加工到尺寸且仍有较大加工余量的工件表面，一般可用氢弧焊对缺陷处修补，之后再精加工。这种修复方法不会因变形等因素对工件的尺寸精度产生影响，对产品质量影响较小。如果这些缺陷存在于铸件内部，那么在粗加工过程中往往得不到暴露。若它们 在精加工到尺寸后才被发现，采用氢弧焊对工件缺陷处进行修复过程中，焊接时产生的高热量会致使零件变形，影响工件几何尺寸和形位公差。以某产品的型面为例。该型面为方程拟合复杂曲面，采用铝合金铸造、加工中心精加工而成，加工难度很大，加工周期长，加工成形后型面厚度仅4.5mm(系典型薄壁件)，精度要求高，单件加工成本10万元以上。该型面在精加工后发现缺陷需进行修补时已无法利用氢弧焊进行。以前为了解决这一问题，只能利用“铝粉胶”对缺陷部位进行修复。这虽然弥补了表面缺陷，但电性能指标会有影响，同时胶接部位影响工件的环境适应性。因此，该方法也不是 较佳的修复方法。为了解决此类问题，尽可能在产品后期处理中采用科学、有效的办法，确保产品质量，减少报废损失，笔者尝试运用低温冷焊技术。通过对精密薄壁铝合金铸件的表面缺陷进行修复试验，确定了完整可行的工艺方法，取得了理想的修复效果。
低温冷焊技术是 采用冷焊机瞬间大电流脉冲式焊接，即间断式焊接技术。冷焊机一般利用充电电容，在超短周期内以超短时间放电，使电极材料与修补母材部位被加热到母材熔点，等离子化状态的熔融金属以冶金的方式过渡到工件的表面，使二者之间产生合金化作用，向工件内部扩散，熔渗，形成扩散层，得到了高强度的结合。
为了确保产品质量和生产进度，节约成本，将低温冷焊技术运用到精密薄壁铝铸件表面缺陷的修复。通过以下3个步骤开展了低温冷焊修复试验。
(1)冷焊温度测试
一般情况下，压铸铝件在机械加工或焊接过程中本体温度达到80℃以上，局部开始产生热应力而引起变形。因此，焊接温度对铝铸件的变形量产生直接影响。只有控制焊接温度，才能有效控制变形量。为了感受冷焊修补过程中焊接温度对本体材料温度的影响，在对厚壁铝铸件实施冷焊作业时笔者用手指感受冷焊部位温度的变化。体验结果表明，冷焊时温度低于人体正常温度，修补件的局部和整体温度无明显升高变化。经初步判断，认为如果运用低温冷焊技术对精密薄壁铝铸件实施补焊修复，不会引起焊接部位尺寸变化，更不会导致整体变形。
(2)低温冷焊修补在零件中的运用
通过对薄型铝板进行的冷焊修补试验，得出结论：低温冷焊技术可适用于普通铝铸件、铸铝薄壁件、普通变形铝合金件、变形铝合金薄壁件精加工后表面缺陷的修补，修补后几何尺寸和形位误差基本不发生变化。据此，运用低温冷焊技术对实物零件进行修复操作。为稳妥起见，先对精加工到位的厚壁件“罩壳 ”进行修复，再对精加工到位的薄壁件“型面”进行修复。
(a)“罩壳 ”(厚壁件)修补
此件“罩壳 ”在加工法兰端口尺寸到位后发现方孔内侧面呈现两处砂眼，经审理认定报废。铝合金压铸件的在对两处砂眼部位进行低温冷焊修复前，先拟定了修复工艺程序并在修复过程中严格执行，以验证修复工艺、步骤的可行性和可靠性。经对修复的部位和周边进行检测，法兰口径几何尺寸和形位公差均无明显变化，满足图纸要求，报废的零件得以“重生”。
(b)型面(薄壁件)修补
在对“罩壳 ”的缺陷部位进行低温冷焊修复并取得一定的经验后，对原定报废的“型面”工件的缺陷部位进行低温冷焊修复。修复前后均对型面作三坐标检测，修复后均方根误差增大0.02，虽有微量变化，但仍符合设计要求。此件型面经电性能测试和高低温、交变湿热、振动、颠震等环境试验，各项指标均满足设计要求，表明工件修复取得令人满意的效果，挽回经济损失10万元以上。
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