自行车的金属车架有些断裂不牢固应该采用什么方式焊接

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-11-19 11:42 标签：

《工程材料及机械制造基础》习題参考答案

第一章材料的种类与性能（P7）

１、金属材料的使用性能包括哪些

力学性能、物理性能、化学性能等。

２、什么是金属的力学性能它包括那些主要力学指标？

金属材料的力学性能：金属材料在外力作用下所表现出来的与弹性和非弹性反应相关或涉及力与应变关系的性能主要包括：弹性、塑性、强度、硬度、冲击韧性等。

第二章材料的组织结构（P26）

1、简述金属三种典型结构的特点

体心立方晶格：晶格属于立方晶系，在晶胞的中心和每个顶角各有一个原子每个体心立方晶格的原子数为：2个。塑性较好

面心立方晶格：晶格属於立方晶系，在晶胞的8个顶角和6个面的中心各有一个原子每个面心立方晶格的原子数为：4个。塑性优于体心立方晶格的金属密排六方晶格：晶格属于六方棱柱体，在六棱柱晶胞的12个项角上各有一个原子两个端面的中心各有一个原子，晶胞内部有三个原子每个密排六方晶胞原子数为：6个，较脆

2、金属的实际晶体中存在哪些晶体缺陷它们对性能有什么影响？

存在点缺陷、线缺陷和面缺陷使金属抵抗塑性变形的能力提高，从而使金属强度、硬度提高但防腐蚀能力下降。

3、合金元素在金属中存在的形式有哪几种各具备什么特性？

存茬的形式有固溶体和金属化合物两种合金固溶在金属中引起固溶强化，使合金强度、硬度提高塑性、韧性下降。金属化合物提高合金嘚强度和硬度4、什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么

固溶强化：因溶质原子的溶入引起合金强度、硬度升高的现象。

原因：凅溶体中溶质原子的溶入引起晶格畸变使晶体处于高能状态。３、金属结晶的基本规律是什么

金属结晶由形核和长大两部分组成，并存在过冷度

４、如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒的大小。（1）金属型浇注与砂型浇注金属型浇注晶粒小。

（2）铸成薄件与铸成厚件铸成薄件晶粒小。

（3）浇注时采用振动与不采用振动采用振动晶粒小。

10、过冷度与冷却速度有何关系它对金屬结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响

冷却速度越快过冷度越大，使晶核生长速度大于晶粒长大速度铸件晶粒得到细化。冷卻速度小时实际结晶温度与平衡温度趋于一致。

11、何为共晶反应、匀晶反应共析反应试比较三种反应的异同点。

共晶反应：从某种成汾固定的合金溶液中在一定恒温下同时结晶出两种成分和结构都不同的固相的反应。

专利名称：自行车车架焊接构造嘚制作方法
本实用新型关于一种自行车车架焊接构造尤指一种以预制方式制 成若干管座，再于管座上焊接金属焊管进而完成车架的焊接。
随着时代的演变自行车的使用除了为基本的代步交通工具之外， 更成为兼具休闲、运动等复合功能的器具政府也于各地区积极开發自 行车专用车道或自行车竞技场地，提供愈来愈多的用车人口使用由于 自行车车商研发能力的提升，各式功能的自行车种陆续被设计荿型对 于自行车车身的强度、重量等需求，也因日益优良的材料被开发产生 而有极高质量的要求。 一般自行车的车架除了提供一架体用以承受使 用者的体重外，更作为各组件相对位置的配置以有效达到各机构的最 佳动作效益。车架是影响自行车整体作用最重要因素良好的结构及强 度设计，可有效分散骑乘过程的冲击力道并提高行进稳定性。请参阅图1、2所示自行车车架10的制造， 一般是于一立管ll仩 端缘两侧焊接一上管12及后上叉13立管11底端焊接一五通管14，再 于五通管14两侧焊接下管15及后下叉16而上管12及下管15的前侧 端再焊接一车首管17，藉此使其构成一菱形状的车架10。查上述车 架10的成型是于各管件间以焊接手段使其连结成型，而此种成型方式经 实际测试及实验发现有丅述缺失l.加工性差该立管ll、上管12、后上叉13、五通管14、下管15、后下叉16及车首管17之间的焊接有着一定的角度在焊接的过程必需精算焊接角度，以避免产生错角而焊接不良因此在焊接加工程序衍生 许多困难。2. 结构性差在焊接的过程中二管件间以填角焊接，尤其是五通管14与立管11、下管15及后下叉16之间的焊接更容易造成焊道重复， 使焊接应力集中造成强度不佳、容易脆裂的问题。再者再同一位置 重复施以高溫焊接易使材料因温而变形，制造者必需再次加工将其导正 徒增加工困扰。3. 美观性差上述各管件的焊接加工后产生焊道该焊道往往因特殊曲面或细缝夹角的因素而无法完全抛光，使车架io成型后仍存有焊道的焊接痕迹在美观性方面存有严重瑕疵。再查为了获得较高质量的车架io，又有设计者以钛金属或钛合金作为制成车架10的管件材料以钛金属或及其合金作为管制品者，具有质轻、高强度等优良的机械性能但，钛金属或钛合金在焊接的过程中有着更高条件要求(例如材料的记忆特性、惰性气体的保护等等)使钛金属或及其合金作为车架10嘚管件，于焊接程序上有着更高的难度实用新型内容本实用新型的目的，即在于改善传统自行车车架成型时因焊接手 段问题造成质量鈈佳等瑕疵，而设计一种以预制方式制成若干管座再 于管座上焊接金属焊管，进而完成车架的焊接为达该目的，本实用新型提供一种洎行车车架焊接构造其主要为 管座的设计，该管座为钛基合金一体制成的中空管体该管座上设有一 或以上的支管，该管座的支管可与┅相对应的钛基合金的金属焊管相对4接并以电弧焊接手段将支管与金属焊管焊接固定，使金属焊管可稳固 的焊固于管座藉此，构成一洎行车车架本实用新型的管座以钛基合金一体成型方式制成，其支管与金属焊 管相对接而焊固形成一车架具有好加工、结构强度佳、媄观性佳等优 占。八、、O
图1为习知自行车车架立体示意图图2为习知自行车车架的五通管部份焊接示意图。图3为本实用新型立体构造图圖4为本实用新型构成车架的平面分解构造图。图5为本实用新型五通管座的焊接示意图图6为本实用新型车架成型图。图7为本实用新型曲柄管座示意图图8为本实用新型前叉管座示意图。主要组件符号说明一、习知构造10车架11 立管12上管13后上叉14 五通管15下管16后下叉17车首管二、本实用噺型构造20管座20A立管座20B五通管座20C车首管座20D勾爪管座20E曲柄管座20F前叉管座21支管22填料凸墙30金属焊管30A立管30B上管30C后上叉管30D下管30E后下叉管30F曲柄30G前叉管40车架具体实施方式
有关本实用新型为达目的所运用的技术手段兹谨再配合图式所示的实施例，详细说明如下请参阅图3所示本实用新型主要為管座20的设计，该管座20为 钛基合金铸造、锻造或其它加工成型方式一体制成的管体座，该管座20上设有一或以上的支管21该支管21嗜端设有填料凸墙22;由是， 该管座20及其支管21为钛基合金一体成型制成的金属工件藉此，该 管座20的支管21可与一相对应的钛基合金的金属焊管30相对接並以 电弧焊接手段将支管21与金属焊管30焊接固定，使金属焊管30可稳固 的焊固于管座20;由于支管21末端设有填料凸墙22使二工件于电弧 焊接过程中產生的热融凹陷，得由该填料凸墙22所弥补使支管21与 金属焊管30的焊接处保持完整表面不致凹陷。请参阅图4、 5所示由是，本实用新型管座20於实施时可依据 构造形状的不同，分别作为立管座20A、五通管座20B、车首管座20C 及勾爪管座20D等管座；或者(请参阅图7、 8所示)管座20也可实 施作为曲柄管座20E、前叉管座20F等等。而金属焊管30则分别作为立 管30A、上管30B、后上叉管30C、下管30D、后下叉管30E或是曲柄 30F及前叉管30G;使立管30A对接焊接于立管座20A忣五通管座20B 的支管21之间，而上管30B对接焊接于立管座20A及车首管座20C的 支管21之间下管30D对接焊接于五通管座20B及车首管座20C的支 管21之间，后上叉管30C及後下叉管30E则分别对接焊接于立管座20A、 五通管座20B与勾爪管座20D的支管21曲柄30F对接焊接于曲柄管座 20E，前叉管30G接焊接于前叉管座20F由是，该管座20的支管21与 相对应的金属焊管30相对接并以电弧焊接手段二者焊接固定，使金属 焊管30稳固的焊固于管座20并且，由于支管21末端设有填料凸墙22 當二工件电弧焊接时的热融凹陷即由填料凸墙22所弥补，使支管21与 金属焊管30的焊接达到全渗透的效果该焊接处并可保持完整表面。鉴此夲实用新型的管座20以钛基合金一体成型方式制成，其支管 21与金属焊管30相对接而焊固形成一车架40 (请参阅图6所示)嗣该车架40将具有下述优点1. 好加工该管座20及其支管21为一体成型制成的金属工件，而支管21提供金属焊管30对接焊接时为平面对接的电弧焊接方法，除了 加工容易之外该支管21角度为预先制成，悍接时毋须再精细对应角度2. 结构强度佳在电弧焊接的过程中，二管件间以对接焊接在支管21末端又设有填料凸墙22，使工件电弧焊接时达到全渗透的效果且电 弧焊接的热融凹陷可由填料凸墙22所弥补，使焊接处可保持完整表面 另外，管座20及其支管21为┅体成型制成的金属工件其强度相较于 焊接制成，有着较完整的强度特性3. 美观性佳车架40产生的焊道均于管座20的支管21与金属焊管 30的对接處，使其焊道修磨抛光极为方便简易甚至是可以利用自动化 研磨机具完成，令整体车架40的焊道得以隐藏增加美观性及商品价值。4. 非破壞性检测(Nondestructive TestingNDT):藉由本实用新型结 构得以因焊道完整而施以非破坏性的X光焊道检查(RT)，使其因快速 与灵敏的检验特性求得结构体的强度及材料特性，并了解结构体的受 力行为及耐久性再査，本实用新型是以钛金属或钛合金作为管座20金属焊管30管 件材料由于对接方式的电弧焊接方法可使惰性气体的气罩更容易罩覆， 进而可达到较高的焊接质量使钛金属或及其合金运用于车架io更易于 实施。从以上的所述及附图所礻的实施例中可知本实用新型相较于一般 习知自行车车架的焊接构造，确具有显著的进步性另外，以上所揭示 的构造乃为本实用新型较佳的实施例，又例如本实用新型管座20及 其支管21与该相对应的金属焊管30是以圆形管体为实施例，除此之外8该支管21与该相对应的金属焊管30也可以诸如椭圆、半弧、菱形或其 它特殊截面造型为之；因此，举凡依本实用新型的构造所作的等效变化 仍应含盖于本实用新型的申请专利范围。
权利要求1、一种自行车车架焊接构造其特征在于主要为管座的设计，该管座为钛基合金一体制成的中空管体该管座上設有一或以上的支管，该管座的支管可与一相对应的钛基合金的金属焊管相对接并以电弧焊接手段将支管与金属焊管焊接固定，使金属焊管可稳固的焊固于管座藉此以构成一自行车车架。
2、 如权利要求l所述的自行车车架焊接构造其特征在于该管座 的支管末端设有填料凸墙，当支管与金属焊管对接焊接时二工件于电 弧焊接过程中产生的热融凹陷得由该填料凸墙所弥补，令该焊接处保持 完整表面
3、 如權利要求l所述的自行车车架焊接构造，其特征在于该管座 可为自行车的立管座、五通管座、车首管座、勾爪管座、曲柄管座、前 叉管座洏金属焊管则分别作为自行车的立管、上管、后上叉管、下管、 后下叉管、曲柄、前叉管，使各管座与金属焊管相对焊接后构成一自 行車车架。
专利摘要一种自行车车架焊接构造其主要为管座的设计，该管座为一体制成的钛基合金中空管体该管座上设有一或以上的支管，该管座的支管可与一相对应的钛基合金的金属焊管相对接并以焊接手段将支管与金属焊管焊接固定，使金属焊管可稳固的焊固于管座藉此，该管座可为自行车的立管座、五通管座、车首管座、勾爪管座或是曲柄管座、前叉管座；而金属焊管则可分别作为自行车的竝管、上管、后上叉管、下管、后下叉管，或是曲柄及前叉管；使各管座与金属焊管相对焊接后构成一自行车车架。
发明者锺清旗 申请囚:锺清旗

原标题：自行修理单车这些误區很容易中招！

其实很多人希望自己可以动手去修理自行车，但是又担心自己是否能修好更担心不仅修不好反而损坏了自行车，所以就猶豫不敢下手我们这里总结了10条修理自行车的注意事项，保你不废

小心不要把螺丝拧的过紧，他们不需要过多的力量选择扭力扳手昰一个好办法。

如今超轻碳纤维材料和5mm钛合金螺丝的应用，使得在紧固的时候必须要比以往更加谨慎

可以考虑购买一个合适的扭力扳掱，然后配一套合适的内六角各个部位的紧固都需要不同的扭力，在使用时一定要看清说明标识

在螺丝的螺纹和底部、垫圈的两面都偠涂上润滑脂；在一些特殊的螺栓位置，比如双螺丝（两个螺丝逐渐紧固）或车把的4螺丝（十字交叉紧固）都要按照正确的紧固方法来操作。

松垮的碗组会影响你自行车的操控性学习如何正确的处理你的碗组，并且明白碗组实际上的工作原理

不要在把立螺丝松动的情況下紧固碗组盖。因为这样会损坏星形垫圈和膨胀花至少，先把膨胀花从前叉立管中取出

不要忽视车圈上的磨损标记

如果你的车是圈刹，就务必要定期检查车圈大部分的车圈会有磨损标识。如果你忽视了这项检查毫不夸张的说，将充满致命的危险

许多车圈制造商嘟会提供一个标识来让你判断磨损情况，比如沿着刹车面有一圈的凹槽线或者在刹车面的几个关键部位有几个小孔来指示。找到这些标誌定期检查，一旦消失说明就需要换车圈了。

如果你的车圈没有磨损标识那么就可以观察刹车面上是否有明显的凹陷，这也可以通過一个方法进行量化检测：取下车胎在车圈刹车面的一侧的两面分别放置2mm的垫块，然后用游标卡尺测量总厚度测出来的数值减去两个墊块的厚度就是车圈刹车面的厚度了。如果车圈刹车面的厚度低于1mm那就必须要换了。

不要着急戴好保护手套

不要因为急着修理而在保護措施上让步，这样会让你在修理中受伤

当松紧螺丝的时候，一定要提前意识到自己的手所处的位置哪些关节可能会在这次拧动时突嘫挣脱，受到碰撞一般曲柄、脚踏都比较紧，他们的位置也比较靠近大压盘、链条如果你在这个位置使劲去拧，很容易让手受到严重嘚伤害

为了避免这些伤害， 你可以选择戴上防护手套或者骑行手套；

不要着急尝试改变你用力的方向：拉向你的方法比你依靠体重推絀去的方法要更加安全，因为总是会遇到突然滑脱的情况

在每次骑车之前都要检查你的快拆轴及快拆是否松动，防止受伤

调整快拆杆嘚螺母，让在上死点固定好不让车轮摆动，然后按紧快拆杆

在使用快拆时，应该旋转螺母以一侧旋转快拆柄的方法是错误的。

许多淛造商或车店技师可能在安装链条时损坏它但是因为问题不大就把它当做正常来使用，确实在短期内使用看不出有什么毛病

此外，不偠忽视链条的磨损磨损的链条还会损坏你的牙盘和飞轮等传动零件。因此需要使用链条测量工具定期检查或者每2500公里就更换链条。（屾地骑行减半）

不要永远把你的座管留在自行车上——这里的永远指的是3到6个月

如果你的座管与车架“粘”在一起，你就不得不花一些荿本去维修就不能调节你的坐垫高度或卖个好价钱了。

金属座管哪怕上过了润滑剂时间太长也会失效，最终可能会发生氧化反应因為阻止水汽进入车架几乎是不可能的。

不仅金属的座管和车架会卡住碳钎维的也会，哪怕是碳钎维的座管和车架

当你是金属座管时，需要在清洁后在接触的位置涂抹适量的润滑剂或铜膏，并且要确保不能有一粒沙；如果你是碳座管需要使用专用的止滑剂。

安装脚踏時不要干拧不要

直接干的拧上脚踏，会让你在想要卸下来时感到头疼

拧太紧也会如此，这可能会让你不得不去附近的车店花费一笔钱來解决

此外，一旦腐蚀开始发生脚踏和螺纹就会被“焊接”在一起，如果脚踏移动易碎的螺纹可能就粉碎了。此时就需要大量的润滑脂、保护垫圈稳固的拧紧不要过紧（30Nm或25ft/lb）。

调整辐条时不要只想着拧紧

最常见的错误就是你在还没有充分了解流程和后果的情况下就詓尝试调节当然学习的唯一办法就是动手试一试，但是要在懂得了充分的知识后再开始比如，驱动侧的辐条和非驱动侧的辐条受力是鈈相等的；调圈时要去掉外胎等注意事项

同时要强调，没有调圈台和辐条应力测量工具就不要去轻易尝试自己动手，会增加很多风险一般建议送至车店维修。

气不足的轮胎骑车时会让你骑得缓慢，也会带来很多不便也会拖累你的冲刺和最高速度。

在骑车前经常检查你的轮胎一些较细的内胎一天可损失5~20的psi。

你可用手指使劲按压胎面看形变的情况。或者用手指使劲弹一下胎面当在正确的胎压下，弹击的声音应该是空心鼓较脆的声音

本篇文章只是对一些修车时最需要注意的事项进行简单的罗列，如需进行修理还需要查阅更为詳细的资料再进行动手。

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