Чем заварить чугунный блок

Сварка чугунного блока двигателя

Массивные корпусы для цилиндров изготавливаются методом литья из чугуна, Этот прочный материал имеет один существенный недостаток – он очень хрупкий. При ударах на нем образуются трещины или стенка разрушается полностью. Из-за небольших дефектов на СТО часто предлагают менять двигатель, хотя трещины эффективно устраняются сваркой блоков ДВС (двигателя внутреннего сгорания.)

Можно ли починить чугунный блок двигателя самостоятельно, как это правильно сделать, рассказывают профессионалы. Они на практике доказали, что в условиях гаража, имея сварочный аппарат и навыки работы, реально восстановить герметичность металла, его рабочие параметры. Такой двигатель эксплуатируется долгие годы.

Материал, из которого изготавливают блок ДВС

Для литья блоков цилиндров двигателя используют два материала. Алюминиевые блики считаются одноразовыми, низко экономичными. Специальные легированные сплавы намного дороже традиционного чугуна с никелевыми и хромовыми присадками.

Чугун отлично переносит перегрев, обладает необходимой жесткостью, имеет большой запас прочности. Применяется два вида чугуна: серый хорошо поддается сварке, белый – высокоуглеродистый, образует рыхлый шов, требует особых навыков сварщика.

Способы сварки чугунного блока цилиндров

Для надежного устранения мелких дефектов в виде трещин существует несколько результативных методик. Сложности возникает при ремонте алюминиевых сплавов. Это связано с изменением свойств металла при нагреве, образованием тугоплавкой оксидной пленки. Алюминиевый блок двигателя требует определенных навыков газовой сварки. В случае, если трещины появились в чугуне, сварку чугунного блока осуществляют тремя способами:

• при нагреве всего;
• фрагментарно разогревая ремонтируемую зону, применяется, когда невозможно габаритный корпус разогреть полностью;
• электросваркой по холодной поверхности, этот метод наиболее популярен из-за простоты исполнения и качества заделки трещин.

Сварка блока двигателя

Горячая сварка

По технологии свариваемую деталь необходимо разогреть до +600-700°C, это делается в специальных печах, горнах. Умельцы осуществляют процесс в кожухах с асбестовой прослойкой. Для этого используют газовые горелки. При прогреве металл сохраняет пластичность, вязкость. Лучше сваривается электродуговым методом жидкой ванны с использованием электродов марок МНЧ-2, ОМЧ-1, ОМЧ-2, ОЗЧ-2, ОЗЖН-1, ЦЧ-4.

Метод применяется для заделки трещин в труднодоступных местах. В кожухе делаются специальные отверстия для заделки дефектов. Разогрев осуществляется медленно, так как резкий перепад температуры ухудшает качество чугуна.

Холодная сварка без предварительного нагрева блока

Процесс устранения трещин осуществляется тремя методами:

• электродуговой с использованием флюса, присадочных чугунных прутков, графитовых или угольных электродов;
• ручным методом с использованием защитной атмосферы (аргон), электрод должен содержать графитизаторы, уменьшающие хрупкость шва;
• полуавтоматом с присадочной порошковой проволокой в атмосфере углекислого газа. Холодные метод ремонта металла экономичнее, он предусматривает нагрев зоны в районе шва до температуры + 80°С.

Технология сваривания

Теперь подробно о том, как заваривать трещину своими руками. В месте повреждения выпрессовываются детали. Обнаруживают дефект после гидроиспытаний, трещина для удобства помечается густым меловым раствором. По концам высверливаются отверстия по 5 мм.

Для сварки чугунного блока понадобится:

• сварочный аппарат с регулятором силы тока или инвертор;
• 2–3 электрода, лучше приобрести универсальные Zeller 855;
• инструмент для заделки фаски;
• щетка и молоток для зачистки шва и удаления окалины.

Заваривать трещину необходимо по следующей технологии:

1. Место шва до блеска зачищается, обезжиривается.
2. С обеих сторон от кромок наносится флюс, защищающий чугун от разогрева.
3. Зона ремонта разогревается газовой горелкой равномерно и постепенно, направление движения – вдоль трещины.
4. Шов формируется небольшими участками, длиной до 15 см за проход.
5. Образовавшийся шов минут пять разогревают, чтобы металл остывал медленно. При резком охлаждении он станет хрупким, не выдержит рабочей нагрузки.
6. Окалина осторожно сбивается, соединение после визуального осмотра хорошо зачищается, особенно если место скола соприкасается с другими деталями.

Делая проковку каждого валика в отдельности, можно сразу исключить возможные дефекты.

Итог

Когда на блоке двигателя обнаружен дефект, не торопитесь его менять. Лучше посоветоваться со специалистами, имеет ли смысл заняться ремонтом. Сваривать трещину блока холодным метолом реально в условиях гаража. Нужны хотя бы элементарные навыки сварщика, чтобы работа была выполнена аккуратно. Некоторые СТО оказывают услуги по сварке блоков ДВС, это гораздо целесообразнее и дешевле полной замены двигателя.

Лада 2110 OneTen ›
Бортжурнал ›
Сварка чугунного блока цилиндров (21126). Отломлено крепление МКПП.

Добрый вечер)
Сегодня закончил механическую обработку крепления МКПП. Блок заварен, ухо на месте!=)
Изначально не хотели отдавать деталь в мастерскую, поэтому пришлось искать решение для починки своими руками. Примерно неделя ушла на поиск информации, в итоге остановились на электродуговой сварке чугуна методом «по холодному». В интернете и литературе он подробно описан.

Процесс сварки чугуна очень специфический, имеет свои особенности и требуется применение специальных материалов. В моем случае необходимы специальные ферроникелевые ( FeNi) электроды. Оказалось найти их, мягко говоря, не просто…

Приведу примеры нескольких производителей: Esab (шведская промышленная компания), Kjellberg (Германия) и Zeller (Германия).

Купили: Zeller, модель 855. Универсальный ферроникелевый электрод ZELLER 855 с биметаллическим
стержнем и графитобазовым покрытием. Предназначен для сварки чугуна и чугуна со сталью без предварительного подогрева.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:
Универсальный электрод ZELLER 855 предназначен для сварки и наплавки, разнообразных
марок вязкого чугуна, чугуна с шаровидным графитом и ковкого чугуна, особенно
зернистого и для сварки этих материалов со сталями и литейными сталями без
предварительного нагрева.
ГОСТ: ВЧ35 ВЧ60,КЧ306КЧ554,СЧ10 СЧ35,ЧН2Х, ЧН3ХМДШDIN: GG10 GG35,GGG40 GGG60,GTS3510GTS5504,GTW3504GTW4507,GTWS3810
Идеально подходит для ремонтной сварки оснований станков, корпусов насосов, <u>блоков
цилиндров, двигателей и корпусов коробки передач</u>, штампов из модифицированного
чугуна.

Мы непрофессиональные сварщики, с ремонтом чугунных деталей не сталкивались, вообщем доверились рекламе и отзывам)))

Кратко об основных особенностях процесса.
Разделка (подготовка места сварки, трещины или скола) имеет U-образную форму, не должно быть острых углов. Второе, сварка выполняется короткими проходами. Третье, важно контролировать температуру в зоне сварки и не перегревать деталь. Следующий проход начинать при температуре не выше 60-80 градусов цельсия. Четвертое, максимальная длина валика (за проход) около 30мм. Мы делали примерно 15мм. Пятое, каждый валик в обязательном порядке проковывается по горячему. Это важно! Таким способом снимаются напряжения.
Еще много нюансов, о которых рассказано в описании метода «холодной сварки чугуна». Также стоит брать во внимание рекомендации производителя электродов (паспорт, руководство).

Материалы:
МШУ, диски. Напильники разной формы. Для проковки был куплен небольшой молоток и доработан следующим образом:

Красным обозначил форму, до которой дорабатывался боек.

Трещину разделывал твердосплавной фрезой:

Конечная обработка (фрезы и абразивные насадки):

Процесс.
Слом двойной, этот факт добавляет проблем. Есть родная большая деталь, а крайнюю пришлось спилить с постороннего блока.

Оторванная часть практически идеально прилегает к основанию и служит базой.

Изнутри нет нормального доступа к дефекту, и расточить с двух сторон не получится. Поэтому аккуратно углублялся с лицевой, чтоб в центре оставить опорные 1-1,5мм для стыковки деталей (в процессе кромка насквозь проварится).

Полный размер

На фотографии не конечный вариант разделки, а процентов 50%

Сварка.

Полный размер

Процесс в самом разгаре

На все про все ушло 10 электродов (продаются по шт. и пачками), размер 2,5х300мм (рекомендуемая сила тока 55-60А). До обработки:

После:

Основная часть времени ушла на выведение плоскости под кпп и отверстия под центровочную втулку (диаметр 16мм).

Итог. Исправили косяк)
Электроды понравились! Флюс не вскипал и не перемешивался с наплавленным металлом. Подозрительные штучные поры сошлифовывались. Добавленный металл хорошо обрабатывается, работать удобно.
В самом начале по той же технологии попробовали электрод ЦЧ-4, сплавился норм, флюс весь сбился, но в процессе остывания появились трещинки! Было слышно характерное потрескивание… Срезали неудачный валик и дальше использовали только зеллер.
Осталось покрасить блок)

Спасибо за внимание=)

Массивные корпусы для цилиндров изготавливаются методом литья из чугуна, Этот прочный материал имеет один существенный недостаток – он очень хрупкий. При ударах на нем образуются трещины или стенка разрушается полностью. Из-за небольших дефектов на СТО часто предлагают менять двигатель, хотя трещины эффективно устраняются сваркой блоков ДВС (двигателя внутреннего сгорания.)

Можно ли починить чугунный блок двигателя самостоятельно, как это правильно сделать, рассказывают профессионалы. Они на практике доказали, что в условиях гаража, имея сварочный аппарата и навыки работы, реально восстановить герметичность металла, его рабочие параметры. Такой двигатель эксплуатируется долгие годы.

Чугун отлично переносит перегрев, обладает необходимой жесткостью, имеет большой запас прочности. Применяется два вида чугуна: серый хорошо поддается сварке, белый – высокоуглеродистый, образует рыхлый шов, требует особых навыков сварщика.

Симптомы трещины в головке блока цилиндров

Трещины могут появляться в разных местах, отсюда и разные последствия. В основном бытует мнение, что при пробитой головке из выхлопной трубы идёт белый дым, но это только один частный случай. Трещина в головке может возникнуть между разными каналами, соответственно и признаки наличия трещины в ГБЦ будут разными.

Далее рассмотрим некоторые случаи трещин между системой охлаждения и другими системами двигателя.

Масляная система— при смешивании масла и тосола в двигателе вместо масла появляется эмульсия, беловатая пена, как у бисквитного теста, а в расширительном бачке системы охлаждения образуется масляная плёнка.

Впускной канал— если в него начинает попадать ОЖ, то в первую очередь она отмоет поршни до блеска, можно посмотреть через свечное отверстие,- поршни будут как новые. И при попадании в камеру сгорания- это как раз то случай, когда может пойти белый дым из выхлопной трубы, хотя не факт, что он пойдёт.

С каналом выпуска— тут ОЖ просто вылетит в трубу в виде пара. Двигатель постоянно выпускает пар и заметить что-либо в данном случае вряд ли получится, проста будет уходить жидкость из бачка. Скорее всего, даже запаха отработавших газов в бачке не будет.

С камерой сгорания— через трещину часть жидкости пойдёт в камеру сгорания, но очень малое количество, всё из-за разницы давления. В двигателе при сгорании топлива образуется большое давление, и выхлопные газы через эту самую трещину попадают в систему охлаждения, повышая давление в ней. Из-за этого раздуваются патрубки, а из бачка воняет выхлопными газами. Но жидкость также может пойти и в камеру сгорания- система охлаждения всё ещё находится под давлением, а в камере сгорания уже пошло разрежение и начал засасываться воздух. Из-за разницы в давлении ОЖ начинает просачиваться в камеру сгорания. Признаком такой трещины будут чистые поршни (не всегда), запах в бачке, упругие патрубки и холодный радиатор печки (воздушная пробка).

Типичные места образования трещин в ГБЦ

Автопроизводители допускают образование трещин в головке, и это не будет считаться неисправностью, так как трещина будет неглубокой и она не будет соединять две ёмкости. В дизельных двигателях VW головка с трещиной между клапанами допускается к использованию.

Но найти все трещины- задача проблематичная даже для опытного моториста. Казалось бы, на одних и тех же моторах трещины должны образовываться в одних и тех же местах. Но от этого поиск не упрощается. Есть места, которые можно обнаружить одним взглядом на головку:

—между клапанами— трещина сразу видна, проходит под сёдлами двух соседних клапанов.

—между свечой и клапаном— та же ситуация, опять же, всё на виду и никуда не надо заглядывать

—в дизельном двигателе трещина может пойти от клапана в сторону форкамеры, такую трещину легко заметить, но как её увидеть, если она образуется под форкамерой и не выходит наружу?

—под направляющей клапана— ещё одно злачное место, где не видно трещины, во-первых, в канале и так темно, а во-вторых, трещина прикрыта направляющей втулкой. Тут нужен другой подход, а не только визуальный. Да и какая польза от обнаружения трещины между клапанами, если через неё не прорываются газы? Не будем полагаться на случай, тем более метод диагностики придуман давно и зарекомендовал себя с лучшей стороны.

Проверка ГБЦ на трещины

Чтобы проверить ГБЦ на трещины, её надо опрессовать, то есть герметично закрыть все отверстия, и дунуть воздуха в каналы. Если опустить головку в воду, то из трещины пойдут пузырьки. Или наоборот- заглушить все отверстия и налить воды в канал, после чего накачать насосом туда воздуха, создав давление 0,6-0,7МПа, и дать постоять так головке 1=2 часа. Если вода уйдёт- значит головка пробита.

Существуют ещё красители, которыми подкрашивают воду. Их очень хорошо видно на трещине.

А закрываются отверстия в охлаждающей рубашке очень легко: на ник кладётся резиновая прокладка, которая чуть больше отверстия, сверху накладывается металлическая пластина, которая прикручивается болтом к головке. И никакая вода так не пройдёт. А к штуцеру, который будет выступать из головки, подсоединяют насос и накачивают воздух. Такая опрессовка позволяет выявить все трещины.

Ремонт трещин

Качественно заделать трещину получится только с помощью сварки. Никаким клеевым составом не получится качественно заделать трещину в головки, потому что при нагревании до рабочих температур головка будет расширяться и трещина будет становиться больше, то есть нужен состав для заделывания трещины, который имел бы такие же линейные температурные расширения, как и материал головки, к тому же быть устойчивыми к другим нагрузкам. Всего этого возможно добиться только сваркой.

Подготовка головки для сварки

Перед сваркой трещину необходимо разделать, для этого фрезерной машинкой высверливают металл по всей длине трещины. Канавка должна получиться достаточно глубокой, 6-8 мм в глубину и примерно такая же по ширине, по форме желательно сделать клиновидной. Это поможет лучше проварить металл. Для разделки трещины между сёдел, сначала нужно извлечь сёдла, а только потом разделать трещину.

После разделки трещин головку надо нагреть до температуры 200-250°C, но не выше, чтобы головку не повело. Нагрев позволяет снизить напряжения в металле, возникающие при сварке. Для нагрева лучше всего использовать ацетиленовую горелку либо печь, но нельзя использовать паяльную лампу, потому что её можно легко перегреть ГБЦ.

Сварка ГБЦ

Для сварки головки блока цилиндров можно использовать газовую сварку с использованием присадочного материала, но лучшие результаты даёт аргонно-дуговая сварка (TIG). К головке подключается масса, а дуга горит в среде аргона между вольфрамовым электродом и головкой, куда подсовывают алюминиевую присадочную проволоку.

После сварки шов надо зачистить, повторно опрессовать, и если всё хорошо, то поверхность, прилегающую к блоку, отфрезеровать, чтобы была идеально ровной.

ЗАЗ 1102 ›
Бортжурнал ›
Ремонт ГБЦ (Сварка аргоном)

Начал в дороге перегреватся движок(98-100°С-по приборке

Полный размер

Обрабатываю плоскость

) и уходить охлаждающая жидкость. Заехал в супермаркет купил баклажку воды и коекак доехал(200км). Дома достаю щуп-эмульсия, далее выкрутил свечи:во втором цилиндре вода.Была надежда что просто пробило прокладку ГБЦ. Когда сняли головку все оказалось печальнее.Какаято из 2 долитых зимой литрушек тосола сдалала свой вклад.Головка погнила сильно. Хотел просто заменить ГБЦ но обехав розборки столкнулся с ценой 4500-6000грн(200$) за б/у головку.Для меня дороговато и нерентабельно.Было принято решение восстанавливать родную ГБЦ. Отвез на сварку аргонщику-после торгов сошлись на 800грн.Далее на фрезеровку-220грн.Плоскость под колектора обрабативал самостоятельно(на фотках видно инструмент).Далее отвез мастеру-прирезка седел, притирка клапанов, замена сальников.
Также по движку под замену поршневые кольца(таки залягли от перегрева), поршневые пальцы и втулки(при розборке обнаружился люфт, хотя в роботе не слышался).Робота по замене втулок обошлась у токаря 600грн и 3 дня ожидания(координатно-росточной станок). Заодно заменли вкруговую вкладиши.
После сборки по совету моториста залил масло XADO-800грн.
Вобщем почти капремонт нежданно получился…
Сейчас прошло уже полтора месяца и 1500км пробега-полет нормальный.

СВАРКА КРУПНЫХ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ

РЕМОНТ ОБОРУДОВАНИЯ СВАРКОЙ

Коленчатый вал является одной из наиболее ответственных деталей машины (стационарного двигателя внутреннего сгора­ния, компрессора, эксцентрикового пресса и др.) и испытывает динамические знакопеременные нагрузки. Поломки коленчатых валов могут происходить по разным причинам: усталости

металла в результате длительной работы, большой выработки (эллипс) шеек, неточной укладки вала в подшипниках, прило­жения внезапных ударных нагрузок, заниженной прочности эле­ментов (например, концентрации напряжений в местах перехо­дов, у смазочных отверстий и галтелей), плохого изготовления фундамента и др.

Обычно коленчатые валы изготовляют из стали следующего химического состава: 0,25—0,55% С; до 0,8% Мп; до 0,35% Si; до 0,03% Р и до 0,03% S. Предел прочности этой стали 55—60 кГ/мм2; ударная вязкость 4—6 кГм/см2-, относительное удлинение 14—20%.

Встречаются валы из стали, легированной небольшими коли­чествами хрома и никеля. Стали с содержанием 0,25—0,55% С склонны к закалке, поэтому неравномерный нагрев и быстрое охлаждение места сварки могут привести к образованию твердых закаленных структур в зоне термического влияния. Это резко снижает пластические свойства металла, приводит к концентра­ции напряжений и образованию трещин. При наличии знакопе­ременных динамических нагрузок такое сварное соединение работать не может. Чтобы уменьшить скорость остывания свар­ного соединения и избежать появления закалочных структур в переходных зонах, необходимо перед началом сварки произве­сти местный или общий предварительный нагрев до температуры, определяемой содержанием углерода в металле.

На основании опытных данных можно рекомендовать следую­щие температуры для предварительного подогрева:

в %………………………. До 0,30 0,30—0,40 0,40—0,55

Температура подогре­ва в СС 150—180 180—250 250—300

Температура предварительного подогрева должна поддержи­ваться постоянной в течение всего процесса сварки, после кото­рой требуется термообработка сварного соединения. Как пока­зывают многочисленные опыты, сварное соединение в коленча­тых валах, не прошедшее термической обработки, работает неудовлетворительно. Термообработку можно не делать только в случае заварки небольшой трещины глубиной не более 15—25% диаметра шейки или толщины (ширины) щеки, при содержании в стали углерода не выше 0,3% и применении предварительного подогрева перед сваркой до 300 СС.

Для снятия внутренних напряжений в сварных коленчатых валах применяют два вида термообработки: общую и местную.

Общую термообработку осуществляют с равномерным нагре­вом всего коленчатого вала до 650—670 °С, выдержкой при этой температуре в течение заданного времени и равномерного осты­вания вала вместе с печью. При этом снимаются не только внут­ренние напряжения от сварки, но и все напряжения и наклепы, полученные валом в процессе эксплуатации. После общей тер­мообработки работоспособность сваренного вала становилась почти такой же, как и нового вала. Для общей термообработки вал необходимо тщательно уложить на достаточно твердом и надежном основании, закрепить его от возможных вертикаль­ных и горизонтальных перемещений, давая возможность свобод­ного перемещения в осевом направлении. Целесообразнее всего производить термообработку в специально сложенной печи, обогреваемой электроспиралями. Местная термообработка свар­ного соединения производится в тех случаях, когда по условиям производства общую термообработку выполнить нельзя. При местной термообработке концы вала должны быть надежно закреплены от возможных поперечных перемещений.

В ряде случаев одновременно с термообработкой могут выполняться окончательная доводка и правка вала. Правка про­изводится в тот момент, когда место сварки нагрето до макси­мальной температуры. Правка может производиться путем нажима на конец вала гидравлическим домкратом, поставленным под шейку (щеку), или проковкой нагретого участка. Правку вала в раме дизеля можно выполнить при помощи верхних кры­шек подшипников, причем нижний вкладыш должен быть удален. Измерение деформаций во время правки производится с помощью индикаторов.

Продолжительность нагрева и выдержки и зависимости от диаметра шейки или толщины щеки вала для углеродистой стали приведены в табл. 9.

Таблица 9 Толщина ще­ки пли диа­метр шейки вала в мм Продолжи­тельность НЭ’ грева в мин Выдержка* в мин Толщина ще — кн ндн диа­метр шейкн вала в мм Продолжи­тельность на­грева в мин Выдержка* в мин * Выдёрж 30—40 40—60 60—80 ка необходима ; 10—15 10—15 15—20 ля прогреванн 200—250 а детали по всел 80—100 100—120 120—140 іу сечению. 20—25 25—30 30—40

Контроль за температурой нагрева производится термопарами или при помощи термокарандашей.

В условиях выполнения сварочных работ на месте эксплуата­ции дизельных или компрессорных агрегатов обычно приходится применять только местную термообработку. Нагревание свар­ного соединения при местной термообработке может произво­диться газовыми горелками, древесным углем, коксом, индук­ционным нагревом токами промышленной частоты или перенос­ной электропечью со спиралями сопротивления. Если нагрев вала осуществляется непосредственно в раме дизеля или насоса, то необходимо учитывать опасность поводки или разрыва рамы в результате ее нагрева. В этом случае нужно проявлять боль­шую осторожность и строго контролировать нагрев рамы и ее деформацию.

При нагревании коленчатого вала, установленного в центрах токарного станка или в специальном приспособлении, под корен­ные шейки должны быть в двух-трех местах поставлены люнеты или другие опоры; при этом вал должен иметь возможность свободного перемещения в направлении его продольной оси Перед термообработкой точно определяют размер и место поводки, полученные валом при сварке.

ВИДЫ ПОВРЕЖДЕНИИ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ И СПОСОБЫ ИХ СВАРКИ

Наиболее типичными повреждениями коленчатых валов являются: сквозные изломы щек, трещины, идущие от галтелей в щеку; срез шейки по галтели; трещины в шейках, идущие от смазочных отверстий; излом концевого участка вала у махови­ка или генератора (рис. 45).

Прежде чем приступить к разделке и сварке обнаруженного дефекта, необходимо выяснить причину повреждений и произве­сти тщательный наружный осмотр всего вала с протиркой шеек
вала керосином и покрытием их раствором мела, разведенного на быстросохнущих растворителях; затем следует проверить геометрические размеры вала, определив эллипсность шеек и наличие биений, а также установить химический состав стали. После этих исследований назначается технология разделки дефектного места и его сварки, а также изготовляются приспо­собления для сборки, выбирается способ нагрева при термообра­ботке. Разделку трещин или кромок при сквозных изломах

я)

Рис. 45. Характерные разрушении коленчатых валов:

а — излом щеки; б—излом шейки; в — трещина в галтели; г — трещина по смазочному отверстию; д — излом конца вала около маховика

можно выполнять как механическими способами (рубкой, строж­кой, фрезерованием), так и кислородной или воздушно­дуговой резкой с последующей зачисткой места реза от окислов и удалением слоя металла на глубину не менее 1,5 мм. При огне­вом способе разделки обязательно требуется произвести предва­рительный подогрев места реза до 200—300 °С.

Заварка сквозных изломов щек. Подготовка кромок под сварку может быть выполнена по схемам, изображенным на рис. 46. Разделка, показанная на рис. 46, б, более удобна, так как позволяет вести сварку в нижнем положении шва. Разделка, представленная на рис. 46,а, применяется сравнительно редко; особенно трудно ее выполнить при малом расстоянии между щеками. В то же время при выполнении сварки с такой раздел­кой в две дуги резко уменьшается опасность поводки вала.

Сквозные изломы щек удобнее всего собирать и центровать с помощью сборочных планок и стяжных болтов (рис. 47). Такие приспособления позволяют достаточно жестко соединить две половины вала в подшипниках станины или люнетах станка, проверить и отрегулировать соосность шеек вала а размеры щеки.

— двухсторонняя разделка по широкой стенке ще­ки 6 — двухсторонняя разделка по узкой стейке щекн

Рис. 47. Сборка щеки ко­ленчатого вала при помощи планок:

/ — планки. 2 — стяжные болты

Вид А

Рис. 46. Разделка под сварку изломов щеки коленчатого вала:

При сварке сквозных изломов может произойти в результате усадки металла укорочение щеки при наложении первых 4—6 швов, причем размеры щеки могут уменьшиться на 2—2,5 мм. Такое

укорочение как показывает опыт, не зависит от толщины щек.

При последующей сварке усадка будет уже менее значи­тельна и не превышает 0,2—0,3 мм на каждые 100 мм толщины свариваемого металла. Чтобы сохранить размеры свариваемых щек, перед началом сварки они должны быть при помощи клиньев разведены на величину от 2 до 2,8 мм. Если сборка и сварка вала производятся непосредственно в раме, то для его укладки и закрепления необходимо изготовить чугунные или стальные временные вкладыши. Производить сварку и термо­обработку на рабочих вкладышах не рекомендуется. Перед началом сварки на концах вала устанавливают индикаторы, а затем осуществляют предварительный подогрев свариваемого места и прихватку шва. После наложения 6—8 слоев сварку прекращают, дают валу полностью остыть, устанавливают ка место временные вкладыши и производят проверку вала при

4 К. П. Вощаное
помощи индикатора и поверочных линеек. Данные замеров вно­сят в журнал.

При наличии больших отклонений вал разрезают по шву и вновь собирают при помощи сборочных планок с учетом попра­вок на основании полученных ранее замеров. При сварке вала после наложения 6—8 швов все сборочные приспособления сни­маются и вал должен находиться в свободном состоянии. Если сварка вала производится в центрах станка с установкой на люнетах, то один из центров на время сварки освобождается, чтобы обеспечить свободное перемещение вала при удлинении его в результате нагрева; это позволяет избежать искривления оси вала.

Заварка трещин в галтелях и щеках вала является наиболее сложной операцией. Особенно большие затруднения встречаются при близком расположении щек и наличии трещин на внутренней поверхности щеки или у галтели. В этом случае неизбежна одно­сторонняя разделка, которая может быть выполнена механиче­ской или огневой резкой. После огневой резки необходима зачистка наждачным кругом или зубилом.

Как правило, при односторонней сварке возникают большие поводки щеки и нарушение соосности вала, что неизбежно ведет к последующей правке. Правка щеки может производиться в горячем состоянии при помощи домкрата, специально изготов­ленного винтового распора или проковкой вала пневматическим молотком. Если глубина трещины превышает!/з диаметра шейки, то целесообразнее отрезать шейку около щеки, вырубить тре­щину, удалить выступы, заплавить впадины, сделать симметрич­ную разделку на шейке и приварить шейку к щеке. В этом слу­чае сборка стыкуемых частей вала выполняется при помощи сборочных планок и стяжного болта так же, как и при сквозном изломе. Для компенсации усадки оба конца вала предварительно раздвигаются в направлении продольной оси на 1,5—2,0 мм. Разделка кромок под сварку производится двухсторонняя со стороны щеки по типу заточки зубила. В этом случае отпадает трудоемкий и сложный процесс правки. Двухстороннюю сварку при симметричной разделке можно осуществить в пределах допу­стимых поводок. Схема разделки шейки вала дана на рис. 48.

Срез шейки по галтели встречается довольно часто. Восста­новление вала производится аналогично описанному выше. Пер­вой операцией является наплавка торцов излома с выравнива­нием всех впадин, затем производится удаление всех выступов механической или огневой резкой. Выравненные поверхности стыкуются, шейка подгоняется к шеке и на шейке дается нужная разделка. Собранные части вала прихватываются. После остыва­ния проверяют точность сборки, а также проверяют на биение. Заварка производится с каждой стороны разделки с периодиче­ским контролем за точностью оси вала. По окончании сварки
обязательна местная или общая термообработка для снятия внутренних напряжений.

Разрушения шеек у смазочных отверстий встречаются двух видов: полный излом шейки и разрушение в еидє трещин. При полном изломе форма его может быть очень сложной и часто возникает необходимость замены разрушенной шейки новой. Металл новой шейки по своему химическому составу и механи­ческим свойствам подбирается близким к металлу ремонтируе-

SHAPE * MERGEFORMAT

Рис. 48. Разделка шейки вала под Рис. 49. Схема заварки трещин

сварку. Плоскость разделки заштри — у смазочных отверстий шейкн вала

хована

мого вала. Диаметр вновь вставляемой шейки берется на

2— 3,5 мм больше. Припуск дается на обработку. Сварка новой шейки производится по технологии, описанной выше.

Порядок выполнения работ следующий: разрушенную шейку обрезают по границам щек и на строгальном станке разделы­вают под сварку. Подготовленную шейку устанавливают строго перпендикулярно к плоскости щеки, прихватывают, проверяют угольником и полностью приваривают к одной стороне вала. Сварку ведут попеременно с обеих сторон с распределением ‘одинакового количества наплавляемого металла и проковкой шва. Сварной шов нагревают газовыми горелками до 650 °С для снятия внутренних напряжений.

Сборка второго стыка привариваемой шейки осуществляется при помощи сборочных планок. Собранный вал проверяют про­вертыванием в центрах станка. После этого производятся при хватка и приварка шейки к другому концу вала. До прихватки концы вала раздвигают на расстояние 1,5—2 мм в направлении продольной оси для компенсации продольной усадки шва. После сварки весь сварной узел (шейка и две щеки) подвергается вторичной термообработке.

При заварке в шейках отдельных трещин, расположенных около смазочных отверстий, требуется симметричная разделка их кромок с диаметрально противоположных сторон.

Чтобы избежать короблений, необходимо вначале полностью удалить трещину, после чего с противоположной стороны шейкн сделать такую же разделку по целому металлу. Сварка ведется

попеременно то с одной, то с другой стороны разделки. Контроль за деформациями осуществляется при помощи индикаторов.

В ряде случаев трещины от смазочных отверстий распола­гаются не под прямым углом к продольной оси вала (рис. 49). Заварка таких трещин вызывает более сложные деформации шейки. В данном случае, в результате усадки шва, щеки вала может не только развести, но и развернуть одну щеку относи­тельно другой. Если наклонно идущую трещину АБ (см. рис. 49) разложить на две составляющие АВ и БВ, то составляющая БВ будет изгибать шейку и разводить щеки, а составляющая АВ будет не только изгибать шейку, но и развертывать щеки вала.

После окончания сварки при наличии деформаций, определяе­мых точными промерами, необходимо осуществить правку вала. Предварительно определяют места, где нужно вырезать фаску, и произвести последующую заварку (наплавку) с расчетом пол­ной компенсации полученных валом деформаций. Если эти деформации невелики, то наплавку можно не делать. Оконча­тельная доводка шейки может быть выполнена непосредственно в подшипниках рамы дизеля совместно с процессом местной термообработки сварного соединения. Для правки можно приме­нять также распорные или стягивающие приспособления и дом­краты.

Ремонт колневалов, распредвалов и любых других валов сваркой и наплавкой!

Российский интернет изобилует запросами на ручную и механизированную сварку и наплавку для ремонта двигателей внутреннего сгорания и их деталей. Это может свидетельствовать о том, что предложение таких услуг существенно отстает от спроса. Восстановление износа деталей двигателей с помощью сварки и наплавки может представлять интерес для технических директоров автопарков и владельцев личных автомобилей, обладателей лодок с навесным бензиновым мотором и технического персонала, занимающегося ремонтом и обслуживанием дизель или бензиновых генераторов, и т.д. Попробуем осветить некоторые аспекты ремонта с помощью различных видов сварки и наплавки.

Когда у двигателя внутреннего сгорания появляется детонационный стук, большинство владельцев немедленно выключают двигатель или сразу же оправляют его в сервисный центр, чтобы его мог проверить квалифицированный механик. Стук часто является признаком проблем с подшипниками, и, если эти проблемы игнорируются, велика вероятность того, что шейки коленчатого вала будут, в итоге, серьезно повреждены. В некоторых случаях, когда шейки настолько сильно повреждены, что их невозможно отремонтировать шлифованием, необходимо выполнить наплавку шеек коленчатого вала.

Наплавка металла на коленчатый вал — это процесс, с помощью которого новый материал наплавляется на шейку коленчатого вала или упорную поверхность. Наплавка этого нового материала необходима в силу того, что для коленчатого вала, шейки которого были отшлифованы под их первоначальный размер, доступно только строго определённое количество подшипников. Стандартные подшипники увеличенного ремонтного размера предлагаются в метрических размерах 0,25 мм, 0,50 мм и 0,75 мм. Для двигателей более старых транспортных средств из Северной Америки, Австралии и некоторых других стран, для которых могут по-прежнему использовать размеры в дюймах, могут быть доступны подшипники с размерами 0,010, 0,020 и 0,030 дюйма. Один миллиметр равен 0,0393700787 дюйма, и знание простых математических правил поможет легко перевести дюймы в миллиметры. Так или иначе, даже при 0,75 мм с шейки можно снять 0,02952 дюйма материала, прежде чем наличие подшипников нужного размера станет проблемой.

Как и в любых других случаях, когда необходимо осуществить наплавку, коленчатый вал должен быть надлежащим образом очищен от загрязнений, для того чтобы обеспечить максимальное сцепление и заполнение трещин и полостей наплавляемым материалом. После этого, если необходимо, для определения поверхностных трещин проводят магнитную дефектоскопию.

В процессе эксплуатации двигателя подшипниковый материал часто переносится и «внедряется» в ремонтируемую шейку, поэтому этот внедрившийся материал вкладышей необходимо полностью удалить с шейки коленчатого вала путем предварительной шлифовки шейки на шлифовальном станке. Необходимо также отметить, что шейки коленчатых валов двигателей с высокими эксплуатационными характеристиками могут иметь закаленную поверхностность, и эти поверхности также следует шлифовать, чтобы исключить потенциальные проблемы. При надлежащей подготовке шеек или упорных поверхностей перед наплавкой, наплавленные участки становятся более прочными и не имеют дефектов.
В силу того, что коленчатые валы имеют масляные каналы, с помощью которых во время работы двигателя масло подаётся к подшипникам, эти отверстия должны быть надлежащим образом защищены перед наплавкой материала. В противном случае, они окажутся заваренными. Для этого некоторые операторы сварочных машин используют углеродные или керамические заглушки, которые вставляют в отверстия масляных каналов. Другие операторы предпочитают на короткое время останавливать процесс наплавки в тот момент, когда наплавляемый материал подходит к отверстию, в то время как коленчатый вал продолжает медленно вращаться в патроне сварочной машины. Независимо от используемого метода оператор должен добиться того, чтобы масляные отверстия оставались свободными от препятствий.

Для наплавки на шейки коленчатого вала используют специальные автоматические сварочные машины для дуговой сварки под флюсом. Так же, как и шлифовальный станок, сварочная машина для наплавки на коленчатый вал имеет один или два патрона и позволяет производить наплавку на коренные и шатунные шейки коленчатого вала за один проход без необходимости перенастраивать сварочный аппарат. Во время наплавки флюс выполняет функцию защиты проволоки, которая входит в контакт с шейкой. Флюс не пропускает кислород и азот воздуха, а также другие нежелательные химические элементы к месту наплавки с тем, чтобы они не могли отрицательно повлиять на качество выполняемого сварного шва. Специалисты по наплавке на коленчатые валы и непрофессионалы часто называют этот процесс «защитой дуговой сварки».

Поскольку коленчатые валы изготавливают из различных материалов, включая чугун и кованую сталь марки 4340, необходимо использовать соответствующий сварочный флюс и проволоку. Хотя в продаже всегда можно найти универсальную сварочную проволоку в катушках, позволяющую получать сварные швы приемлемого качества, используя проволоку, изготовленную специально для конкретного материала коленчатых валов и которая не имеет трещин и точечной коррозии, можно добиться получения наплавки более высокого качества. Замена сварочной проволоки на сварочном аппарате для выполнения наплавки на шейки коленчатого вала относительно проста, поскольку она поставляется в катушках. Флюс, с другой стороны, необходимо удалять из машины, что делает процесс перенастройки сварочного аппарата более сложным. После того как выбран требуемый флюс и сварочная проволока и очищенный от загрязнений коленчатый вал правильно размещен в сварочной машине, можно приступать к выполнению наплавки на шейки коленчатого вала. Ведущий мировой производитель сварочного оборудования американская компания «Глисон» предлагает проволоку и флюс, которые имеют различные характеристики и свойства и, соответственно, подходят для различных типов ремонта. Некоторые специалисты по сварке используют специальную более мягкую, более гибкую проволоку для радиальных участков и более твердую проволоку для шеек коленчатого вала. Это правило распространяется и на флюсы: более мягкие сорта флюса лучше подходят для наплавки материала на радиальные участки, а более твердые – для наплавки шеек. Отдельные специалисты полагают, что дуговая сварка под флюсом по сравнению со сваркой открытой дугой имеет преимущества, поскольку коленчатый вал меньше деформируется при сварке под флюсом. Перед наплавкой вал проходит предварительную подготовку и, после завершения операции, охлаждается со строгим соблюдением температурного режима. Как это происходит?

Сварка приводит к мгновенному сильному нагреву шейки, что может негативно отразиться на качестве наплавки. Предварительный нагрев шейки или упорной поверхности — это обычный метод, к которому прибегают для подготовки коленчатого вала к сварке. Сварочный аппарат включают, и удерживаемый в патронах аппарата коленчатый вал начинает медленно вращаться, в то время как выставленная по требуемым параметрам горелка равномерно прогревает шейку или упорную поверхность. После прогрева шейки или упорной поверхности горелку выключают и отводят в сторону с тем, чтобы оператор мог начать процесс наплавки.
После того, как коленчатый вал был предварительно прогрет, он продолжает вращаться. Оператор сварочного аппарата тем временем надевает средства индивидуальной защиты и направляет проволоку и флюс в то место, где необходимо произвести наплавку. Для того чтобы приступить к сварке, оператор сначала включает подачу флюса, который, как правило, поступает к месту сварки под действием силы тяжести, и только после этого включается электрическая дуга. Коленчатый вал продолжает медленно вращаться, в то время как машина с постоянной скоростью подает проволоку, что обеспечивает получение ровного и однородного по своему составу сварного шва. После того как коленчатый вал совершил полный оборот, оператор машины с помощью специального молотка удаляет шлак вокруг сварного шва. После скалывания шлак попадает на шлаковый поддон сварочного аппарата. Этот поддон также служит в качестве составляющей части системы вторичного использования флюса. Затем производят ручную или автоматическую настройку машины, для того чтобы осуществить наплавку на остальной части шейки.

Как и в любых других случаях сварки стали, сильный нагрев часто приводит к некоторому изгибу. При осуществлении наплавки на коленчатый вал нередки случаи, когда он изгибается на 0,020 дюйма (0,508 мм) или даже больше. Поэтому после сварки коленчатый вал необходимо выпрямить. Делают это после того, как пройдет некоторое время и коленчатый вал остынет. Если вал еще горячий, выпрямить его гораздо легче, чем после того, как он остыл и стал холодным на ощупь.

Сварочный шов на упорной поверхности выполняется таким же образом, как и наплавка шейки, за исключением того, что такой шов наплавляется не горизонтально, а вертикально. В большинстве случаев наплавку выполняют на задней упорной поверхности, так как чаще всего повреждается именно она.

В большинстве случаев получившийся шов тверже, чем та поверхность, на которую он наносился. После того как коленчатый вал остынет, наплавленный шов необходимо отшлифовать на шлифовальном станке в пределах до 0,020 дюйма (0,508 мм) от его чистового размера. Поскольку шлифовка позволит снять часть структурных напряжений стали, особенно при удалении сварного шва в радиусах, необходимо проверить прямолинейность коленчатого вала еще раз. Пока коленчатый вал проходит повторную проверку на прямолинейность с помощью, скорее всего, комплекта V-образных блоков, целесообразно проверить масляные каналы. При обнаружении каких-либо препятствий в масляных каналах, необходимо их удалить. Сделать это можно с помощью инструментальной шлифовальной машины, которая позволит удалить любые заусенцы, препятствующие поступлению масла к подшипникам. После того, как все работы по выпрямлению коленчатого вала закончены, а наплавка на шейку или упорную поверхность успешно завершена, можно переходить к чистовой шлифовке коленчатого вала.

Коленчатые валы, в силу своей конструкции, неизбежно подвергаются напряжениям и вибрации, что, в свою очередь, нередко приводит усталости металла и появлению трещин. Некоторые коленчатые валы более подвержены появлению трещин, чем другие. Места, где, как правило, начинаются трещины – это участки вокруг масляных отверстий и радиальные зоны. Некоторые мелкие трещины могут быть удалены с помощью шлифования шеек до ремонтного размера. Валы, подверженные растрескиванию, необходимо тщательно проверять на наличие трещин до и после шлифования. Одной из причин появления трещин на коленчатом вале может быть неисправность гармонического демпфера крутильных колебаний, что приводит к увеличению числа оборотов двигателя до показателей, превышающих технических нормы производителя. Другой причиной может быть плохо отбалансированный коленчатый вал или неисправности отдельных компонентов кривошипно-шатунного механизма. Как правило, коленчатый вал любого дизельного двигателя должен проверяться на трещины перед началом капитального ремонта. Трещины в радиальных зонах коленчатых валов появляются в результате неправильной шлифовки. Если величина корректного радиуса не будет соблюдена (будет уменьшена) или после шлифовки на шейке появится край в виде ступеньки, вероятность того, что на таком коленчатом вале начнут образовываться трещины, и он станет непригодным для использования, гораздо выше, чем для коленчатого вала, который был отшлифован с соблюдением всех правил. Необходимо тщательно следить и добиваться того, чтобы в радиальных зонах не оставалось царапин или шероховатостей.

Если шейка коленчатого вала сильно изношена или, как говорят, «выгорела», металл шейки, вероятнее всего, потерял всю свою прочность. Шейку можно отшлифовать до ремонтного размера, но мягкость металла обрекает коленчатый вал на то, что после шлифовки он проработает несколько часов, не более. Каковы в этом случае рекомендации производителя коленчатого вала? Выбросить его. В прошлом, вероятно, это было бы единственно правильным решением. Но сегодня коленчатый вал можно спасти. И цена восстановленного коленчатого вала будет меньше цены нового, а качество выше. Такого результата можно с помощью сварочной машины американской компании «Глисон», которая производит лучшее сварочное оборудование для ремонта коленчатых валов методом дуговой сварки под флюсом.

Чем тверже материал шейки коленчатого вала, тем меньше его гибкость. Инженеры-конструкторы учитывают этот фактор для выбора соответствующей стали с тем, чтобы коленчатый вал был прочным и стойким к износу, не теряя при этом гибкости, и мог противостоять разрушению при скручивании. Прибегнув к помощи экзотических сплавов, разработчики могли бы создать вал с максимальными показателями твердости и гибкости, но стоимость вала из таких сплавов будет непомерно высокой. Поэтому в данной ситуации требуется компромиссное решение. Уникальные сварочные материалы и технологические процессы, разработанные компанией «Глисон», вот уже более четырех десятилетий позволяют добиваться того, что после наплавки шейки коленчатого вала имеют улучшенные показатели твердости (по шкале твёрдости по Роквеллу) и, вместе с тем, улучшенные показатели гибкости. Технологии компании «Глисон» действительно уникальны. Многие компании пытались копировать их, но так и не смогли добиться успеха.

Как отмечалось выше, предложение услуг по ремонту коленчатых валов, распредвалов и других деталей двигателей на российском рынке пока отстает от спроса. Одной из компаний, которая стабильно и очень успешно работает на рынке по ремонту деталей бензиновых и дизельных двигателей, является компания Motor-Rep. Современное профессиональное оборудование, которым располагает наша компания, и команда опытных специалистов-единомышленников позволяют с высоким качеством ремонтировать и восстанавливать блоки и гильзы цилиндров, постели, шейки и вкладыши коленчатых валов, распредвалы и технологические отверстия и резьбы в деталях двигателей.

В своей работе мы используем самые передовые технологии высококачественной дуговой сварки и наплавки под флюсом, наплавки аргоном и метод напыления металлов. Высокое качество ремонта деталей двигателей обеспечивает и использование оборудования признанных лидеров по производству ремонтных станков. Так для ремонта и восстановления изношенных шеек коленчатых валов мы используем машину дуговой сварки под флюсом американской корпорации «Глисон».

На сайте нашей компании (http://motor-rep.ru/) вы можете найти цены на ремонт блока цилиндров, коленчатых валов и других деталей двигателей. Мы успешно ремонтируем коленчатые валы двигателей импортных автомобилей, таких как Мерседес, БМВ, Тойота, Дженерал Моторс, Рено и других, а также российских: КАМАЗ, ЯМЗ (в частности, ЯМЗ238), МТЗ и так далее. Помимо восстановления коленчатых валов двигателей наземных транспортных средств к нам часто обращаются за ремонтом коленчатых валов лодочных моторов, например, популярного Cузуки ДФ 5 (SUZUKI DF 5). Если говорить о географии запросов, то они поступают к нам не только из Москвы. Среди наших постоянных клиентов много частных автовладельцев и управляющих автопарками из Санкт-Петербурга, Нижнего Новгорода, Новосибирска, Омска, Екатеринбурга, Уфы, Краснодара, Мурманска, Белгорода, Ярославля и других городов. Причиной обращения к нам за услугами по ремонту и восстановлению двигателей и деталей двигателей сваркой и наплавкой из других городов России свидетельствует о высоком качестве ремонта, выполняемом нами. Ещё одной причиной этого может быть малое количество компаний, которые могут предоставить адекватные услуги по ремонту сваркой и наплавкой в российских городах помимо Москвы.

В своей работе мы концентрируемся на качестве, для того чтобы Вы, как заказчик, были полностью удовлетворены результатами ремонта. Мы гордимся тем, что выполняем ремонтные работы по конкурентным ценам, точно и быстро. Ремонт в установленные сроки является для нас исключительно важным вопросом, поскольку мы слишком хорошо понимаем, что время простоя Вашего транспортного средства может быть очень дорогостоящим. Помимо этого, мы делаем всё возможное, чтобы восстановление или ремонт деталей двигателя были выполнена правильно с первого раза, и вы могли снова пользоваться Вашим транспортным средством.

Помимо многочисленных запросов на ручную и механизированную сварку и наплавку для ремонта двигателей внутреннего сгорания и их деталей в российском интернете можно часто встретить запросы на восстановление шеек коленчатого вала, сопрягаемых поверхностей головки блока цилиндров, подшипников, ступиц и других деталей автомобильных и судовых двигателей методом напыления. Преимущества термического напыления для ремонта и восстановления деталей двигателя многочисленны и разнообразны. Однако одним из важнейших преимуществ этого метода является его невысокая стоимость. Учитывая то, что цены на некоторые запасные части двигателя, в частности, на новые коленчатые валы могут доходить до сотни тысяч рублей, ремонт изношенных валов напылением обеспечивает значительную экономию средств. Кроме того, напыленные покрытия могут иметь свойства, превосходящие свойства основного материала, и поэтому могут быть использованы для обеспечения локального повышения защиты деталей от износа.

Вдобавок, ремонт деталей, агрегатов и узлов транспортных средств с помощью напыления могут существенно сократить время на ремонт и возвращение автомобиля или техники «в строй», а при полном отсутствии необходимых запасных частей или деталей на рынке стать единственно возможным способом реанимировать изношенные детали.

Приведем конкретный пример. Карьерные самосвалы «Катерпиллер» (Caterpillar), используемые на шахте Саутлэнд в Новой Зеландии, имеют грузоподъемность около 100 тонн. Срок службы заднего моста самосвала составляет около 13 000 часов, что эквивалентно примерно двум с половиной годам работы. Стоимость замены мостов очень высока, вдобавок их трудно достать, поэтому перед руководством горнодобывающей компании встал вопрос: можно ли увеличить срок службы задних мостов? Специалист по термическому напылению из компании «Данедин Арк» провел работы по ремонту заднего моста методом напыления. Особенности и характер процесса исключали любой риск ухудшения качеств основного материала моста в результате напыления. После подготовки поверхности было произведено электродуговое напыление связующего покрытия из сплава никеля, алюминия и молибдена, что позволило добиться прочности на разрыв более 7 000 фунтов на квадратный дюйм. После этого связующего слоя было нанесено покрытие, формула которого была составлена в соответствии с техническими условиями заказчика. Наконец, была сделана чистовая обработка заднего моста с малыми отклонениями по допуску. Ремонт первого заднего моста был выполнен более 20 лет тому назад, и с тех пор с помощью напыления были отремонтированы задние мосты многих других самосвалов. В результате горнодобывающая компания смогла сэкономить десятки тысяч долларов на замене изношенных агрегатов и деталей и существенно сократить время простоя транспортных средств и техники.

В заключение, несколько слов и о сварке и наплавке на чугунные коленчатые валы. Учитывая хрупкость большинства чугунов, поломка чугунных валов не редкость. Тем не менее опыт компаний, занимающихся ремонтом изделий из чугуна, свидетельствует о том, что, несмотря на трудности, чугун можно варить. Если Вам необходимо восстановить коленчатый вал из чугуна, Вы можете обратиться в компанию Motor-Rep, и мы произведем ремонт Вашего вала качественно и быстро.

Выполняем сварку чугунного блока двигателя

У любого автомобиля блок цилиндров литой. Основная неисправность этих двигательных деталей — это появление трещин, устранение которых осуществляется при помощи сварки. Как заварить чугунный блок автомобильного двигателя? Данная процедура достаточно сложная. При выполнении сварочных работ необходимо добиться как герметичности изделия, так и восстановления его физических характеристик.

Двигательный блок является важнейшей комплектующей любого современного автомобиля. С этим элементом связано множество рабочих процессов, от которых зависят скорость и мощность транспортного средства. Благодаря низкой температуре плавления, для производства данного элемента используется чугун. При помощи чугуна можно отливать детали разной сложности конструкции, даже с самыми мельчайшими элементами.

Важно понимать! Сварка чугунных блоков цилиндров автомобиля — достаточно сложная работа, при выполнении которой необходимо не только достичь герметичного соединения, но и восстановить физические характеристики изделия.

Особенности материала, используемого для изготовления блоков цилиндров

Блоки двигателей автомобилей, как правило, отливаются из чугуна. Этот материал является сплавом железа и углерода, содержание которого составляет 2,14%. Это негативно влияет на качество соединения.
Основные трудности процесса:

• формирование пор, трещин;
• появление в процессе обработки каленых структур, используемый инструмент быстро тупится;
• в результате перегрева тонкий материал рассыпается.

Чугун может отличаться составом:

• серый чугун — ковкий высокопрочный материал, легко поддается обработке, ограниченная свариваемость;
• белый чугун — достаточно твердый и хрупкий материал, который поддается шлифовке, но не сваривается.

Особенности сварки двигательных блоков из чугуна

Методик сварки металлов существует множество, но для получения максимально надежного соединения отдельных деталей необходимо использовать проверенные технологии, способные гарантировать результативное выполнение сварочных работ.

Независимо от того, в каких условиях осуществляется сварка чугунного блока цилиндров, необходимо четко следовать следующим требованиям выполнения данного типа работ:

• Используя щетку по металлу, предварительно производят тщательную зачистку поверхности изделия (до блеска).
• Для снятия окисляющей пленки и различных химических налетов зачищенная поверхность обезжиривается специальными составами.
• Подбирается нужный флюс, выкладывается вдоль свариваемой кромки.
• На следующем этапе металл разогревается до необходимой температуры при помощи газовой горелки. На это понадобится несколько минут, но сразу начинать сваривание не рекомендуется.
• Металл можно соединять после достижения им установленной температуры. Сваривание блока цилиндров производится небольшими участками — приблизительно до 15 см за один проход.
• После создания шва металл нужно прогревать на протяжении еще нескольких минут, уменьшая температуру постепенно. Нельзя допускать быстрого охлаждения детали или резких температурных перепадов.
• Созданные сварные соединения необходимо проверить: на производстве эта процедура осуществляется специальными методами, в бытовых условиях производится визуальный осмотр.

Важно не забывать о нежелательных температурных перепадах, резком охлаждении сварного соединения. В процессе сварки нужно постоянно прогревать кромки деталей, а после каждого прохождения сваркой необходимо оббивать шлаковые отложения.

Трещины блока автомобильного двигателя

Существует три варианта сварки трещин блоков цилиндров из чугуна:

• нагревание всего изделия;
• нагревание только отдельных его участков, на которых образовались трещины;
• холодная сварка изделия без предварительного нагревания.

Если после заваривания трещины поверхность блока цилиндров в момент работы соприкасается с прочими деталями двигателя, она подвергается дополнительной обработке. Лишний сварочный металл убирается при помощи наждачной бумаги, напильника, абразива.

Нагревание всего элемента конструкции двигателя осуществляется в процессе сварочных работ с применением кислорода, ацетилена. Соединение осуществляется посредством формирования электрической дуги стальными или чугунными электродами со специальным покрытием. Изделие медленно нагревается до 600–650 градусов, для чего применяется стальной кожух с асбестовой прокладкой. Такая методика используется для заваривания трещин на труднодоступных участках детали.

Важно! Качественно заварить чугунный блок автомобильного двигателя способен только опытный сварщик. Непрофессионально выполненные работы могут привести к основательному выходу данной детали из строя.

Как варить чугун электросваркой. Сварка инвертором

Чугун в быту применяется повсеместно, начиная от батарей и других сантехнических элементов, заканчивая конструкциями заборов, деталями автомобилей и станочного оборудования. Трудности начинаются, когда речь заходит о сварке этого металла. Сварка чугуна электродом в домашних условиях – работа не из легких. Если с обычными сталями можно работать без особо тщательной подготовки, то просто наварить шов на чугунную деталь, без предварительной подготовки, очень сложно. Несоблюдение основных технологий может привести к перекалке металла, а значит повышению хрупкости и другим проблемам. Давайте разберем как заварить чугун дома, с помощью инвертора.

Особенности сварки чугуна, виды чугуна

Опытные сварщики могут определить свариваемость чугуна всего по раз
резу. Считается, что если структура металла мелкодисперсная и приближенная к серому цвету, то такой чугун можно сварить намного легче, чем крупнозернистый металл темных оттенков. Если мы говорим про сварку деталей, которые находились в масляной среде или были подвержены регулярному окислению в водной среде, грунте или других подобных условиях, то такой сварочный материал не подойдет.Так, как чугун – метал с ограниченно свариваемый материал, то стоит принять во внимание следующие его особенности:

• Металл – жидкотекучий, поэтому основное и единственно верное сварное положение – нижнее.
• Если не соблюдать температурные режимы и перекалывать металл, то при выгорании углерода будут образовываться поры.
• Низкая пластичность и несоблюдение температурных режимов – основные причины возникновения напряжения, в местах сварных соединений.
• Расплавленный чугун может создавать окислы, которые будут иметь более высокую температуру плавления, чем исходный металл.

Главная проблема, с которой вы можете столкнуться – образование трещин в местах сваривания при остывании детали.

Решить это можно только если полностью соблюдать технологию, в нашем случае – холодной сварки.

Методы сварки чугуна

Существует три способа сварить чугун:

1. Горячая сварка. Основной и наиболее правильный метод. Он заключается в том, что перед работой электродом, заготовку прогревают до 600 – 650 градусов. Это позволяет избежать образования соединений с повышенной температурой плавления, перекалки и напряженности метала в месте соединения. Нагрев осуществляется в печах, газовыми или другими горелками. Для домашних условий такой метод подходит с натяжкой, ведь помимо нагревающего прибора, нужно знать в какие моменты можно работать в месте сварного соединения, как остудить металл и много других нюансов.
2. Полугорячая сварка. Практически ничем не отличается от предыдущего способа, за исключением температуры нагрева. Здесь изделие прогревают до 300 – 350 градусов.
3. Холодная сварка. Способ – не предусматривает нагрев заготовки, но в его основе лежит множество других технологических моментов, несоблюдение которых приведет к невозможности выполнить качественный шов. Сварка чугуна в домашних условиях электродом осуществляется именно таким образом.

Подготовка чугуна для сварки инвертором холодным методом

Прежде, чем сваривать чугун, его нужно подготовить. Сперва нужное место зачищается болгаркой с лепестковым кругом или другой подходящей насадкой. После зачистки верхнего слоя до не окисленного металла нужно провести обязательное обезжиривание бензином или любым другим растворителем. Если вы решили заделать трещину, то металл нужно расчистить до ее окончания, и в этом месте засверлить отверстие диаметром 10 мм.

Разделка трещины при сварке чугуна

Отдельно стоит поговорить про следующие особенности подготовки:

1. Шпильки. Дуговая сварка чугуна может осуществляется как послойно без применения опорных элементов, так и с
использованием шпилек. Шпильки состоят из стали. Их размеры строго регламентируются, так например диаметр не должен превышать 40% от толщины чугуна. Выступ шпильки над металлом ограничен 4-6 мм, а расстояние между шпильками не должно быть больше, чем 6 диаметров. Количество зависит только от размеров соединения, но не больше 25% от площади излома

2. Разделка кромок.

Обратите внимание! Кромки не должны иметь острый срез в месте соединения двух частей метала, оптимальная форма – сферическая.

3. Электроды должны быть специальными. Заваривать такой металл обычными электродами по стали практически невозможно, поэтому стоит приобрести электрод с добавлением меди, хрома, никеля и других лигатур, способствующих наплавлению на прихотливый чугун.

Процесс сварки

В предыдущем пункте мы разобрали предварительную подготовку, а перед началом сваривания нужно рассмотреть основные технологичные моменты:

• Полярность подключения – обратная;
• Мощность сварочного аппарата – минимальная, для данной толщины электрода;
• Длина одного непрерывного сварочного шва не должна превышать 30 – 50 мм;
• Нужно исключить перегрев металла, за счет частых перерывов;
• Первый и последний слой многослойных проковываются молотком с минимальным усилием.

Определиться с режимом сварки поможет приведенная ниже таблица:

Основные предварительные моменты мы рассмотрели, остался основной вопрос: «Как варить чугун электросваркой?». Здесь есть два способа: по шпилькам или послойно. Давайте разберем отдельно каждый из вариантов.

Сварка чугуна инвертором по шпилькам

После установки шпилек можно начинать наваривать шов. Вокруг каждой шпильки слой за слоем кладется металл, который и формирует заплатку. Не допустить нагрева свыше 80 градусов можно если выполнять работу в шахматном порядке или поочередно в противоположных концах. Завершающим моментом при таким виде сварки является соединительный шов, который соединяет наваренный металл между шпильками.

Многослойная сварка

Для начала нужно убедиться в правильности создания фасок. Затем специальным электродом, с соблюдением температурного режима начинаем наплавлять первый слой. Он является основным и задаст успех дальнейшей работы. Каждый слой, еще на горячую, нужно проковывать молотком. Если есть доступ к обратной стороне детали, то после первого слоя с одной стороны следует перевернуть изделие и наплавить аналогичный шов на его обратной стороне и уже потом приступать к завершению многослойной сварки верхней, а затем нижней части.

Наплавку нужно обязательно выполнять с краев, и создавать постепенно множество слоев. Главное, не забывать проковывать каждый слой. Если не знаете как проверить температуру детали, то примените технику вразброс. Она заключается в формировании шва поочередно в разных местах соединения. Когда сварной шов будет полностью готов, поверхность наплавленная на чугун, необходимо отшлифовать.

Если вы столкнулись с необходимостью сварить чугун и у вас есть только инвертор, то в домашних условиях можно заделать трещины или наложить заплатки на ненесущие элементы конструкции. Практически все необходимое у вас уже будет, это маска, защитные рукавицы и одежда. Придется докупить только специальные чугунные электроды, или сделать их самостоятельно. В этой статье описано два способа, как сварить чугун дома. Какой из них вам больше подходит – решайте сами. Но запомните – когда возникает потребность восстановить изделие предполагающее сильные нагрузки, то лучше обратиться к профессионалам.