Технология сварки блоков ДВС

сварка блоков двс О СВАРКЕ

При эксплуатации двигателей внутреннего сгорания возможно разрушение картера (например, оборвавшимся шатуном). Поскольку на детали имеется номер, занесенный в документы на автомобиль, то сварка блоков ДВС позволяет избежать длительной процедуры переоформления. Она снижает затраты на ремонт силового агрегата, поскольку цена узла может превысить несколько сотен тысяч рублей.

Что такое блоки ДВС

блоки двс
Ремонт ДВС сохранит ваше время и средства.

Блок цилиндров мотора отлит из чугуна или алюминиевого сплава. В теле выполнены отверстия для гильз или находится монолитная вставка с таковыми для поршней. Внутри детали выполнены протоки для антифриза и масла, на нижней части есть постели для подшипников коленчатого вала. Узел воспринимает силовые нагрузки и имеет приливы для установки подушек, необходимых для монтажа в моторном отсеке. На внешней части есть площадка, на которой выбит или нанесен иным способом серийный помер (сведения об этом заносятся в ПТС и информационные базы ГИБДД).

Особенности материала

Для изготовления деталей используют:

  1. Алюминиевые сплавы, отлитые под высоким давлением (с содержанием кремния, меди, марганца и магния), позволяющие снизить массу и габариты силового агрегата. Внутри тела расположена чугунная вставка с зеркалами цилиндров. Восстановить алюминиевые узлы с тонкими стенками термическими методами невозможно. В случае механических повреждений требуется покупка нового блока.
  2. Серый чугун (железо с содержанием углерода от 2,14% и с легирующими присадками). Металл используется для части двигателей отечественного и зарубежного производства. Трещину можно заварить специальными электродами. Если повреждение затронуло опоры коленчатого вала, поверхность для установки головки или зеркала, то ремонт невозможен.

Свойства и свариваемость чугуна

Из-за повышенного содержания углерода в сварных швах формируются поры, заполненные угарным газом. Пустоты снижают механическую прочность чугунной конструкции, в которой появляются трещины. Металл отличается быстротой охлаждения. Из-за разницы температур возникают внутренние напряжения и формируются разные модификации кристаллических решеток, приводящие к появлению разломов. Для сварочных работ необходимы специальные электроды, требуются равномерные нагрев и охлаждение блока цилиндров.

Основные причины образования трещин

Распространенные причины повреждения корпусной детали в процессе эксплуатации:

  • обрыв шатуна, который пробивает ее боковую поверхность;
  • замерзание воды, залитой в систему охлаждения;
  • перегрев двигателя внутреннего сгорания, приводящий к термическим деформациям и разрушению элементов конструкции;
  • циклические ударные нагрузки (например, из-за эксплуатации автомобиля с поврежденными подушками опор).
поломка
Одна из основных причин образования трещин повреждение шатуна.

При сварке трещины формируются при резком нагреве или охлаждении стенок чугунной детали. Для предотвращения дефекта блок медленно прогревают и обеспечивают подвод к нему тепла при выполнении сварочных работ. Для предотвращения снижения концентрации углерода, который соединяется с атмосферным кислородом и образует газ, используют защитную среду (например, аргон или флюсы). Во избежание попадания в шов водорода (из воздуха или обмазки электрода) применяется защитная газовая среда. Трещины могут образовываться и при неправильно подобранном флюсе.

Способы сварки ДВС

Для восстановления повреждений используют несколько технологий:

  • горячей обработки;
  • полугорячего воздействия;
  • сварки без предварительного прогрева.
способы сварки
Виды сварок применяемые в ремонте.

Горячая

Под горячим процессом подразумевают сварку с предварительным прогревом заготовки газовой горелкой до +600°…+700°С. После формирования шва блок медленно охлаждают в печи, минимизируя риск отбеливания (появления твердой и хрупкой фазы) и образования газовых пор. Для выполнения работ требуется специальная оснастка, поэтому технология в бытовых условиях не применяется. Шов отличается повышенной механической прочностью (при выполнении требований). Допускается заделка повреждений в труднодоступных участках.

Полугорячая

Для массивных корпусных деталей затруднителен полноценный прогрев, поэтому их обрабатывают по технологии полугорячей сварки. Зону вокруг шва прогревают до температуры +300°…+400°С, а затем равномерно остужают. Повышенная толщина стенок и большой вес конструкции снижают риск появления новых трещин из-за термических напряжений или образования кристаллов белого чугуна. Методика рассчитана на использование специальной оснастки, в бытовых условиях не применяется.

Холодная

Для заделки повреждений используют электроды со стержнями, содержащими графит и легирующие присадки. Дополнительные элементы связывают карбиды (процесс называется сферизацией) и не допускают развития новых трещин. Встречаются электроды для холодной сварки чугуна и сплавов на базе железа, меди и никеля. Поверхность инструмента покрыта слоем флюса на основе графита, насыщающим материал углеродом.

Подготовка перед сварочным процессом

На подготовительном этапе нужно очистить сопрягаемые поверхности от следов краски и масла для улучшения видимости материала. Не допускаются острые углы, являющиеся концентраторами напряжений. Кромки необходимо срезать абразивным инструментом (например, напильниками или электрической твердосплавной фрезой). Выемки для будущего шва должны приобрести U-образную конфигурацию с закругленными переходами. На концах трещин необходимо просверлить отверстия на всю глубину стенки (диаметр канала — 5-6 мм).

Если трещины расположены в труднодоступных местах, то требуется вырезать технологические каналы для обеспечения доступа (дополнительные снижают жесткость блока цилиндров). После выполнения работ отверстия необходимо заделать (заварить или закрыть резьбовой пробкой). Перед работами важно оценить трудоемкость и рентабельность восстановления узла. В ряде случаев целесообразно приобрести новую деталь и внести в документы соответствующие корректировки (указать в ПТС измененный идентификатор номерного агрегата).

Оборудование и материалы для сварки

подготовка к работе
Работы проводить необходимо в защитном костюме.

Для проведения работ потребуются:

  • стандартный сварочный аппарат или инвертор с функцией регулировки силы тока в цепи;
  • ферроникелевые электроды (например, модель 855 производства компании Zeller);
  • металлическая щетка и молоток для удаления окалины и остатков защитного покрытия;
  • защитный щиток и костюм сварщика, предотвращающий ожоги от летящих капель металла и окалины.

Технология сварки блоков ДВС

Для сварки в холодном режиме необходимо:

  1. Установить узел на монтажный стол. Чтобы приварить фрагмент, нужно совместить детали и зафиксировать зажимами. Очищать поверхности от следов масла или антифриза не требуется: посторонние жидкости выгорят под воздействием высокой температуры от горящей дуги.
  2. Наплавить металл электродом по кромкам разлома, не допуская перегрева основной части блока до температуры выше +80°С.
  3. Короткими стежками заполнить шов, делая проковку валика по горячему материалу. Участки должны иметь длину до 40 мм и располагаться на расстоянии друг от друга (для предотвращения перегрева блока).
  4. Перевернуть изделие и выполнить сварку по аналогичной методике.

Параметры режимов сварки

Параметры сварочного тока подбирают в зависимости от типа и диаметра электродов. Информация об этом указывается производителями на упаковке. Например, для 3 мм параметр составляет от 65 до 80 А для изделий ЦЧ-4, а при использовании ОЗЖН-1 значение увеличивается до 100-120 А. При применении электродов диаметром 5 мм сила тока составляет 130-150 А и 160-180 А соответственно. При нарушении режима происходят выброс материала из сварочной ванны и перегрев заготовки, приводящий к появлению трещин.

Подбор электродов для сварки

электроды
Электроды применяемые в различных видах сварки.

Распространенные типы электродов для сварки чугуна (по российским стандартам):

  1. ЦЧ-4, предназначенные для сварки без нагрева конструкции. Они имеют диаметр 3, 4 и 5 мм. В состав наплавленного металла входит до 0,25% углерода, присутствуют марганец, ванадий и кремний. Изделия имеют основное покрытие, для наплавки 1 кг материала потребуется 1,4 кг электродов. Допускается использование оборудования постоянного или переменного тока (подключение обратное).
  2. ОЗЧ-2, имеющие кислое покрытие. Они предназначены для заделки трещин и наплавки материала на изделия из серого или ковкого чугуна. Рассчитаны на сварку короткими валиками (длина от 30 до 50 мм) с проковкой сразу после гашения дуги и охлаждением под воздействием атмосферного воздуха. Перед работами требуют прокалки при температуре около +200°С на протяжении 1 часа. Стержень состоит из меди с добавлением железа и никеля (10% и 2% соответственно), в нем присутствуют марганец и небольшое количество кремния.
  3. ОЗЖН-1 с основным покрытием. Они обеспечивают получение наплавленного материала, соответствующего по оттенку серому чугуну. Рассчитаны на холодную сварку короткими валиками с проковкой и плавным охлаждением. Предназначены для аппаратуры постоянного тока с прямой полярностью подключения. Для заделки крупных разломов такие электроды используют совместно с МНЧ-2. Стержень у них состоит из сплава никеля с железом и присадками (углеродом, марганцем, кремнием и следами алюминия).
  4. МНЧ-2 рассчитаны на работу без предварительного подогрева заготовки. Они применяются для заварки дефектов в блоках из серого чугуна. Обеспечивают получение материала шва с повышенной твердостью. Для сварки необходимо оборудование постоянного тока с обратной полярностью подключения.

Кроме российских марок, существуют аналоги, выпускаемые шведской компанией Esab или германскими заводами Kjellberg или Zeller. Например, электроды 855 от Zeller имеют биметаллический стержень (сплав никеля с железом) и основное покрытие на базе графита. Они рассчитаны на сварку чугуна без подогрева кромок (допускается соединение стальных элементов с чугунным основанием). Изначально созданы для восстановления картеров силовых агрегатов или узлов трансмиссии.

Особенности сварки блоков ДВС в домашних условиях

В бытовых условиях блоки заваривают с помощью инвертора и электродов с повышенным содержанием графита. Применяют подачу защитной атмосферы (аргона), не допускающей контакта расплава с воздухом. Встречаются технологии ремонта с использованием присадочной проволоки, которая подается в зону горения дуги. Для защиты от атмосферного воздуха в рабочую зону подают углекислый газ. Методика позволяет снизить температуру нагрева детали, избежать деформаций и образования новых трещин.

Техника безопасности

В процессе сварки необходимо соблюдать меры безопасности:

  • использовать защитный щиток, одежду и рукавицы из негорючих материалов;
  • подключать оборудование к исправной сети переменного тока;
  • применять сварочный аппарат с контуром заземления;
  • не использовать шнуры с поврежденной или отсутствующей изоляцией (длина соединительных проводов должна быть не более 10 м);
  • оснастить рабочее место вентиляцией и предусмотреть защитные экраны;
  • при сварке в помещении с повышенной влажностью использовать резиновый коврик;
  • не работать там, где складируются легковоспламеняющиеся жидкости (например, моторное топливо или масло);
  • для удержания деталей применять специальные зажимы.

Возможные сложности

Проблемы, возникающие при восстановлении деталей:

  1. Повреждение затрагивает отверстия с резьбой, предназначенные для установки датчиков. После заделки разлома требуется просверлить канал и восстановить нарезку, но механическое воздействие может разрушить швы. В этом случае придется отказаться от установки датчика или приобрести новый блок.
  2. Трещина проходит через рубашку охлаждения или каналы подачи моторного масла. При проведении сварочных работ происходит полное или частичное перекрытие сечений. Подобный ремонт приводит к ускоренному выходу двигателя из строя (из-за локального перегрева или масляного голодания).
  3. Полученный сварной шов не является герметичным, поэтому необходимо нанести слой эпоксидной смолы. Перед обработкой — очистить поверхности от нагара и обезжирить (например, растворителями для красок). После полимеризации эпоксидная смола не пропускает жидкости, но не выдерживает вибрационных нагрузок и температуры свыше +120°С. После сварки ферромедным электродом для герметизации используют обработку шва 10%-ным раствором хлористого аммония. Продукты реакции заполняют поры и снижают риск течи жидкости.

Помощь специалистов

При возникновении затруднений рекомендуется обратиться в специализированные компании, занимающиеся восстановлением деталей из черных и цветных металлов. После анализа повреждений производится расчет цены ремонта. Необходимо сопоставить затраты на восстановление со стоимостью нового блока. Для ряда массовых моделей автомобилей (например, завода ВАЗ) рентабельнее установить другой узел (с одновременной заменой поршневых колец, вкладышей и ревизией газораспределительного механизма), чем оплачивать услуги за ремонт сторонней организации.

Дополнительная информация

После окончания работ поверхности необходимо обработать (например, если устанавливается какой-либо агрегат). В условиях мастерской для выравнивания плоскости используют фрезерный станок, в бытовой ситуации — угловую шлифовальную машинку. При этом важно не повредить сопрягаемые поверхности с высокой точностью обработки (например, для установки колокола сцепления, лобовой крышки или головки).

Сварка автомобильного блока цилиндров требует высокой квалификации работника. Допущенные ошибки приводят к снижению прочности узла, при циклическом изменении температуры (деталь прогревается до +90°…+95°C и остывает до температуры окружающей среды) возможно появление новых трещин. При большой площади повреждения допускается установка заплаток из листа стали, которые вваривают в чугун. Решение о способе восстановления и целесообразности ремонта принимает мастер, основываясь на квалификации и имеющемся в распоряжении оборудовании.

svarkaved.ru
Добавить комментарий

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я даю согласие на обработку персональных данных и принимаю политику конфиденциальности.

Adblock
detector