Можно ли заварить чугунный блок двигателя?

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.

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.

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.

Как восстанавливают двигатели с помощью сварки

Сварка различных элементов двигателей была очень востребована в эпоху дефицита запчастей и ограничений на свободную замену агрегатов. Однако и сегодня эта операция не потеряла своей значимости и способна вернуть мотор к жизни с того света, когда по тем или иным причинам его необходимо спасти.

Серьезные повреждения блока цилиндров или его головки — это еще не приговор для двигателя. Да, с одной стороны, проще поменять пострадавший элемент. Сейчас не проблема купить, например, новый шорт-блок (блок цилиндров в сборе). Но в некоторых случаях цена такой покупки может быть равна половине текущей стоимости самого автомобиля. Поэтому ремонт элементов двигателя с помощью сварки может стать более выгодным вариантом.

Теория и практика

С помощью сварки возможно успешное лечение трещин, восстановление стенок между цилиндрами и даже заделывание отверстия в блоке, пробитого шатуном. В каждом конкретном случае только сам мастер определяет целесообразность такого сложного ремонта и его стоимость. Ограничением является место и характер повреждения. В одних случаях успешный ремонт невозможен в принципе, а в других — очень высока цена вопроса.

Будет полезно:  Как сделать генеральную доверенность на машину?

Специфика сварки зависит от материала изготовления деталей. Проще всего работать с алюминиевыми сплавами — температура их плавления невысока, и металл хорошо растекается. Гораздо сложнее дела обстоят с чугуном. Для работы с ним нужны более высокие температуры и оснастка подороже.

Любые сварочные работы — это сильный локальный нагрев детали, в результате которого ее может «повести» (нарушение ее геометрических размеров). Поэтому очень опасно проводить такие мероприятия на моторе, установленном на машине, и без выходных проверок качества. Банальное приваривание какого-нибудь оторванного кронштейна при таком подходе может привести к тому, что поведет ближайший цилиндр, и поршень в нем вообще заклинит. Профессионалы очень часто сталкиваются с негативными последствиями при такой сварке в той или иной степени тяжести. Повторный ремонт гораздо сложнее для самого мастера и дороже для клиента.

Технология качественной сварки предусматривает предварительный нагрев и алюминиевых, и чугунных деталей. Элементы из легких сплавов разогревают примерно до 250ºC, а из тяжелого металла — до 350–400ºC. Можно и больше, если позволяет оборудование и терпение сварщика работать с горячей деталью. При этом последствия сильного локального нагрева сводятся к минимуму. После сварочных работ детали медленно охлаждают.

После любого вида сварки обязательна проверка геометрии деталей, например, диаметров цилиндра по всей высоте и плоскость привалочных поверхностей блока или его головки, а также их опрессовка в ванне с горячей водой. Если какие-то элементы все же повело, то их геометрию восстанавливают до заводских параметров.

Легкие сплавы

Хотя алюминиевые сплавы довольно удобны при сварке, у них есть и свои неприятные особенности, связанные с качеством литья. При работе с одной и той же деталью есть области, в которых металл плавится очень хорошо, а в других он пенится, и всплывает много шлаков и грязи. Специалисты отмечают, что зачастую это не связано с конкретным автопроизводителем.

Сварку по сплавам проводят с использованием специальной алюминиевой проволоки. Трещины вырабатывают до основания и наплавляют сверху новый металл. Крупные отверстия заделывают с помощью заплаток из высококачественного алюминия.

Стоимость работ зависит от конкретного случая, ведь трудоемкость их выполнения всегда разная. Очень сложно определить средний ценник, но можно привести грубые расчеты. Заварка пробоя в стенке между цилиндрами сегодня может стоить от 5 тыс. руб., а ремонт с помощью установки заплатки — от 7–8 тысяч. Наваривание всей привалочной поверхности для восстановления ее плоскости для рядного четырехцилиндрового блока и его головки стоит примерно от 9 тыс. руб. за каждую деталь.

Тяжелый металл

Сварка чугуна требует еще бóльших навыков от мастера. Высокая температура его плавления сильно осложняет работу и грозит тем, что металл может треснуть. Также для этого вида сварки требуется специальная дорогостоящая проволока-присадка.

Часть трещин в чугунных элементах заваривают, но иногда приходится и вырезать пострадавшую область и ставить заплатку. Окончательное решение с методом ремонта определяет сам мастер в зависимости от массы факторов. Заплатку вырезают из толстого листа стали. Дело в том, что при ее вваривании в плоскость возникают внутренние напряжения, которые грозят появлением трещин. Снять их помогает легкая деформация заплатки. Естественно, немного выгнуть без жертв чугунную деталь невозможно, а вот сталь более пластична.

Пробой стенок между цилиндрами в чугунном блоке если и заваривают, то очень редко, так как впоследствии место сварки обрабатывается резцом с большим трудом. Заплатки при таких повреждениях не ставят. Дальнейшее развитие трещин останавливают с помощью сверления отверстий в начале и в конце. Далее такой блок гильзуют по особой технологии с использованием герметика.

Наваривание привалочных поверхностей чугунных блоков и головок делают по аналогии с алюминиевыми элементами. Цена работы такая же. А вот установка заплатки обойдется дороже, так как при сварке используется дорогая присадка.

Бытует мнение, что сварка — это крайне сомнительный способ ремонта деталей двигателя с непредсказуемым результатом в плане дальнейшего ресурса и общей надежности агрегата. Но при должной квалификации мастера восстановленная конструкция прослужит не меньше, чем ее заводское исполнение и за доказательствами не надо далеко ходить. Сегодня к такой услуге прибегают многие представители автоспорта, а также владельцы ретроавтомобилей или целых музеев. В первом случае надежность сварочных работ подтверждена в суровых гоночных условиях, а во втором — высокими и уникальными требованиями, предъявляемыми специфическим заказчиком.

Благодарим ООО «ИНОМОТОР» за помощь в подготовке материала.

Фото: из архива компании «ИНОМОТОР» и журнала «За рулем»

Технология и методы сварки блока цилиндров из чугуна

Потребность в сварке блока цилиндров возникает при появлению на нем трещин. Большое количество блоков изготавливается литьем чугуна. Чугун достаточно прочный и твердый материал, хорошо поддается литью и имеет низкую температуру плавления по сравнению со сталями. Отрицательной стороной материала является хрупкость и низкая вязкость. В связи с этим наиболее часто встречающейся неисправностью блоков является появление трещин.

Будет полезно:  Как хранить колеса и шины?

Рис. 1. Блок цилиндров

Подготовка блока цилиндров к сварке

Перед проведением сварочных работ по ремонту блока необходимо его тщательно очистить от грязи, масла и других загрязнений. Выявленные на блоке трещины и несплошности необходимо пометить мелом или другим удобным способом.

Для того чтобы избежать разрастание трещин её края необходимо засверлить. Не глубокие трещины до 5 мм можно сваривать без разделки кромок. Более глубокие трещины необходимо выполнять с разделкой кромок.

Рис. 2. Сверление трещин

Отверстие необходимо делать не сквозным, а лишь до появления зазора на всем протяжении трещины. Подготовленная под сварку трещина должна напоминать соединение с V-образным скосом кромок. Это делается для того чтобы при сварке все газы и примеси содержащиеся в сварочных материалах и основном металле смогли выйти на поверхность шва.

Методы сварки блока цилиндров

Блоки цилиндров изготовленные из чугуна необходимо сваривать в соответствии с технологией сварки чугуна. Блок цилиндров можно сваривать следующими способами:

  • сварка с предварительным подогревом всего блока цилиндров;
  • сварка с предварительным местным нагревом в зоне сварки;
  • холодная сварка без предварительного нагрева.

Сварка горячим методом с нагревом всего блока

Сварка блока цилиндров горячим методом выполняется с предварительным нагревом блока до температуры 600-700 °C. Нагрев осуществляется в печах, горнах или нагревательных ямах. Для нагрева также используют специальные кожухи из стали с тонкой прослойкой асбеста, в котором оставляют открытым место сварки, а нагрев осуществляется газовыми горелками. Предварительный подогрев позволяет сохранить механические свойства основного металла.

Сварку выполняют покрытыми электродами марки ОМЧ-1 или другими для сварки чугуна соответствующим методом. При дуговой сварке жидкий металл стараются удержать в сварочной ванне до полного заполнения разделки кромок. После сварки блок должен на протяжении длительного времени охлаждаться.

Сварка с предварительным нагревом в месте сварки используется для объемных конструкций, нагрев которых невозможен полностью из-за габаритных размеров.

Холодная сварка без предварительного нагрева блока

Существует множество методов сварки чугунных изделий без предварительного нагрева:

  • ручная дуговая сварка (разработано большое количество сварочных электродов);
  • полуавтоматическая сварка в углекислом газе и порошковой проволокой;
  • аргонодуговая сварка;
  • сварка угольным или графитовым электродом под флюсом (используются чугунные прутки).

Видео по сварке чугунных блоков цилиндра аргонодуговым методом

На следующем видео автор заваривает трещину на блоке аргонодуговым методом неплавящимся электродом.

Сварка чугунного блока двигателя

Для сварщика, при ремонте изделий из чугуна, главное достичь максимально прочного шва, так как именно сварное соединение всегда является самым слабым местом. Когда идет сварка чугунного блока двигателя, то зачастую происходит заварка трещин, сколов и прочих повреждений. В основном, толщина такого блока составляет от 4 до 8 мм, поэтому, рекомендуется использовать электроды диаметром в 4 мм.

Электроды для сварки чугунного блока двигателя

Трещины возникают в рубашках блока охлаждения, так как она может подвергаться ударам и на нее негативно влияют процессы разморозки. В блоке также могут возникать проломы, которые получаются из-за разрушения гильзо-поршневой группы. Сначала может сложиться впечатление, что поломку можно заделать легко, но на самом деле это не так. Особенности свойства чугуна выдвигают дополнительные требования к технологии сваривания. Здесь также возникает большая ответственность, так как неправильными движениями можно испортить весь блок. Все это может занимать больше времени, за счет необходимости в прерывании шва, попутной обивке шлака и прочих вещей. Все это проводится по ГОСТ 2246-70.

Сварка чугунного блока двигателя в домашних условиях

Свариваемость чугуна и другие свойства

Сварка чугунного блока двигателя полуавтоматом предполагает соблюдение всех особенностей обработки данного материала. Чугун является сильно насыщенным углеродом. Но при температурном воздействии он начинает испаряться и вступает в реакцию с окружающими элементами, что образует СО. Когда данное соединение попадает в металл, то это приводит к появлению трещин во время сваривания.

Сварка чугунного блока

Также стоит отметить свойство быстрого остывания металла. Если допустить резкий спад температуры, что в данном случае может произойти вполне естественным способом, то в металле могут образоваться поры и трещины, не говоря уже о других деформациях. Во время остывания в чугуне образуются различные по структуре кристаллической решетки соединения. Соответственно, все эти соединения могут иметь различных объемы. Из-за этого могут образовываться внутренние поры.

Также стоит отметить низкие пластичные свойства, что приводит к появлению перенапряжений в металле, от которого также появляются трещины. Особенно характерно это, когда идет сварка тонкого металла электродом. Металл обладает высокой хрупкостью, что создает дополнительные сложности в обработке и делает такие условия, при которых трещины могут образоваться даже при относительно небольших механических ударах.

Будет полезно:  Стучит палец поршня что делать?

Причины образования трещин

Сварка чугунного блока двигателя аргоном зачастую работает с заделкой трещин. Но они же могут появиться и в процессе сваривания. Основной причиной является резкий спад температуры, или резкое ее повышение. Чтобы этого избежать, следует постепенно подогревать чугун перед сваркой, а также делать это после нее, так как в ином случае он слишком быстро остынет. Трещины могут появиться из-за активного выхода углерода из состава при нагревании. Чтобы не допустить данный процесс, используют флюс, который возмещает утраченный углерод, а также используют защитные газы, которые помешают углероду соединиться с кислородом.

Образование трещин на чугунном блоке двигателя

Также может образоваться напряжение из-за водорода, который попал в шов из атмосферы, или же может попасть туда в обмотке электрода. Здесь нужно более тщательно выбирать покрытие и защитную среду чтобы обеспечить надежную изоляцию для металла. Недостаточное количество восполнения углерода, что случается при неправильно подобранном флюсе, также может стать причиной трещин. В таком случае деформация получается из-за неравномерности внутренней структуры элементов, в которых отсутствует углерод. Они создают деформацию, которая приводит к разрыву поверхности или созданию внутренних пор и раковин.

Режимы и характеристики

Существуют разные виды и способы сварки металла. Чтобы шов получился максимально надежным, при его создании нужно руководствоваться проверенными параметрами, которые смогут гарантировать удачное проведение работ.

Как варить чугун электросваркой

Чугун — это особый сплав железа и углерода, который имеет температуру плавления гораздо меньше чем у стали. При всем этом, расплавленный чугун, очень быстро затвердевает, образуя на поверхности крупные поры из-за выделения газов. Вследствие этого, варить чугун электросваркой, непросто, поскольку нужно иметь не только специально предназначенные для этого электроды по чугуну , но и определённые знания.

Что касается электродов для сварки чугуна, то они имеют в составе обмазки особые компоненты, которых нет в рутиловых электродах . В состав электродной обмазки входят такие компоненты, как: термит, ферросилиций, алюминий, жидкое стекло, и, некоторые другие компоненты. Отличной альтернативой электродам для чугуна, являются графитовые электроды. Они позволяют варить чугун электросваркой, точно так же, как угольные и вольфрамовые электроды.

В отличие от сварки стали, сварка чугуна требует особой подготовки поверхности. Подготовка чугуна перед сваркой позволит не допустить появление многих дефектов. О том, как варить чугун электросваркой, будет рассказано в этой статье сайта mmasvarka.ru .

Подготовка чугуна к сварке

Чтобы сварить чугун его нужно должным образом подготовить. Свариваемые поверхности необходимо зачистить наждаком или болгаркой, можно использовать для этого и щетку по металлу. Для заваривания трещин в чугуне, дефектные места, также подвергаются особой подготовке.

В первую очередь, трещины необходимо немного расширить, делается это чаще всего механическим путём (вырубкой металла). Разделка трещин должна быть осуществлена, таким образом, чтобы дефект увеличился в разменах, не менее чем на 5 мм с обеих сторон. Концы трещин после разделки необходимо засверлить, чтобы остановить их дальнейшее распространение.

Электроды для сварки чугуна

Для того чтобы варить чугун электросваркой потребуются следующие виды электродов:

  • Для сварки ковкого чугуна — электроды ЦЧ-4, ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6 или электроды МНЧ-2;
  • Для сварки серого чугуна, применяются электроды ОЗЧ-2, ОЗЧ-4 и ОЗЧ-6, ОЗЖН-1 и ОЗЖН-2, а также электроды МНЧ-2;
  • Для сварки высокопрочного чугуна, можно использовать электроды МНЧ-2, ОЗЧ-3 или электроды ОЗЖН.

Варить чугун рекомендуется на малых токах и непрерывно. Сварка чугунных изделий угольными электродами, производится только на постоянных токах прямой полярности.

Как варить чугун электросваркой

Сварка чугуна электродами осуществляется за несколько этапов, включая этап подготовки свариваемых изделий.

Для того чтобы варить чугун в домашних условиях, потребуются следующие инструменты для сварки :

  • Сварочный инвертор;
  • Электроды, рекомендуется брать электроды не более 3 мм диаметром;
  • Болгарка или щетка по металлу;
  • Маска сварщика;
  • Молоток для удаления шлака и проковки сварного шва.

Как и положено, сначала производится подготовка изделия. На данном этапе чугун зачищается, осуществляется распил трещин и других дефектов.

Затем следует нагревание чугунной детали и её сваривание. На данном этапе очень важно избежать не только перегрева поверхности, но и не допустить её резкого остывания. По этой причине, силу тока для сварки чугуна следует выбирать несколько меньших значений, чем при сварке стали.

Для заваривания трещин в чугуне, как было сказано ранее, вести корневой шов нужно непрерывно, то есть, без колебаний. При всем этом, очень важно не перегревать околошовную зону, поскольку температура выше 80°С, является уже критической. Вследствие этого для заваривания чугуна подходит многопроходная сварка, когда сварочный шов наплавляется за несколько проходов.

Чтобы сварить чугун, сначала необходимо выполнить наплавку металла с краёв фаски, затем, по мере расплавления металла, заполнить им сварочный шов. Обязательно после каждого прохода необходимо не забывать, и делать «по горячему» проковку валика.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector