Сварка чугунного блока двигателя: Как заварить чугунный блок двигателя

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.

Горячая сварка

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 заварить чугунный блок 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 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.

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.

Читайте также: Как сварить ленточную пилу

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.

Методы сварки блока цилиндров из чугуна

Блок двигателя любого автомобиля изготавливается литьем. Зачастую его неисправностью являются трещины. Сварка блока цилиндров из чугуна – довольно сложная процедура. Надо не только добиться герметичности данной детали, но и восстановить ее физические свойства.

Сварка блока цилиндров из чугуна – довольно сложная процедура. Надо не только добиться герметичности данной детали, но и восстановить ее физические свойства.

Блок двигателя внутреннего сгорания – одна из важнейших деталей современных машин. В блоке цилиндров происходит множество процессов, отражающихся на мощности и скорости автомобиля. Чугун был выбран для изготовления этой детали, потому что он имеет низкую температуру плавления. С его помощью можно создавать детали сложной конфигурации, отливая при этом мельчайшие конструкционные особенности и формы изделия.

Особенности чугуна

Чугун – необычный материал, несмотря на свое преимущество в плавлении, он сильно подвержен влиянию резких ударов, которые могут возникать при авариях. Так как в блоке двигателя находится множество различных отверстий для крепления других деталей и проливаются каналы охлаждающей рубашки, то трещины могут возникать и при замерзании жидкости, используемой для снижения температуры при рабочих процессах.

У чугуна высокие показатели жесткости и прочности, низкая себестоимость получения. Чугун выплавляется из руды при более низкой температуре по сравнению со сталью и обладает при этом прекрасной текучестью, которая позволяет снизить затраты на изготовление конструкций, требующих прочности и имеющих объемы производства, влияющие на всю экономику государства.

Вернуться к оглавлению

Трещины блока цилиндров

Схема устройства сварочного полуавтомата.

Учитывая особенности чугунного изделия, сварка трещин, возникших в блоке двигателя, может производиться тремя способами:

• когда весь блок нагревается;
• когда разогреваются места, где возникли трещины;
• когда деталь вообще не нагревается, а сварка производится так называемым холодным способом, который сегодня получает все большее распространение.

Трещины блока цилиндров двигателя обнаруживают, испытывая его гидравлическим способом, и помечают мелом. Из блока в тех местах, где будет происходить сварка, удаляют все впрессованные детали. На обоих концах обнаруженной трещины сверлят отверстия около 5 мм, которые пронизывают ее до ближайшей поверхности.

Если завариваемая поверхность блока в рабочем состоянии соприкасается с другой деталью, то ее обрабатывают от излишков сварочного металла абразивом, напильником или наждачной бумагой так, чтобы она не имела выступа.

Вернуться к оглавлению

Способы заделки трещин

Горячая сварка. Нагрев всего блока применяется при сварке, когда используется ацетилен и кислород. Сварка блока двигателя происходит при образовании электрической дуги, при этом используются электроды из чугуна или стали, покрытые специальным составом. Нагрев детали ведется медленно до температуры 6-6,5 сотни градусов, для равномерного нагрева применяется специально оборудованный кожух из стали с прослойкой асбеста.

В кожухе заблаговременно прорезаются отверстия для возможности доступа к поврежденным местам. Данный метод является наиболее дорогостоящим и трудоемким, но зато приводит к восстановлению материала, практически соответствующего своим начальным параметрам. Этот способ используется в том случае, если трещины появились в труднодоступных местах, например, при стыке стенок различной толщины. При таком способе внутренние напряжения изделия, которые возникают во время сварки, практически приближаются к нулю.

Сварка с местным нагревом. Данным способом пользуются, когда повреждения возникли на поверхности, нагрев которой не вызовет возникновения внутреннего напряжения в различных участках всего блока. Во время сварки ремонтируемая поверхность постоянно подогревается. Нагрев производят газовой горелкой до 6-7 сотен градусов.

По окончании работ готовая поверхность опять нагревается до указанной температуры и оставляется остывать. При использовании этого метода необходимы специальные знания и высокая профессиональность производящего работу, поэтому он применяется нечасто. Сварка блока двигателя без нагрева. Такой способ используется при ремонте поверхностей, отстоящих от участков, несущих какую-либо нагрузку на такую длину, когда нагрев, происходящий при сварке, и последующее охлаждение не повлияют на их прочность.

Такая сварка может производиться газовыми горелками, электродами из стали, чугуна или цветных металлов. Трещины, возникшие в охлаждающей рубашке, лучше всего заваривать таким способом, пользуясь при этом электродами из железа и меди небольших отрезков, не превышающих 5 см. Сварка блока цилиндров из чугуна – весьма трудоемкий и щепетильный процесс, который происходит в несколько этапов, при этом для такой сварки необходимы специальные знания и навыки. Блок двигателя изобилует всевозможными конструкционными каналами и посадочными отверстиями, вокруг или рядом с которыми образуются трещины.

Непрофессиональное производство такой работы может привести к тому, что ваш блок, который вы хотели отремонтировать, попросту расколется или треснет в другом месте.

Сварка чугунного блока двигателя

Самой сложной частью автомобиля для сварочного ремонта являются детали из чугуна. Сваривание серого чугуна доставляет дополнительные трудности, которые определяет природа и свойства чугуна, например наличие включений из графита, значительное содержание углерода и кремния, неоднородность состава и структуры, чувствительность к нагреву, низкая прочность и т.д.

Для того чтобы уменьшить отрицательное влияние свойств чугуна, которые лежат в его основе, на результаты сваривания, следует производить подогрев деталей из чугуна перед свариванием и не допускать быстрого охлаждения после сваривания.

Горячее сваривание чугуна производят ацетиленово-кислотным пламенем в случае малой толщины стенок свариваемой детали и электрической дуги или стальным электродом, покрытым специальным покрытием. После горячего сваривания газовым пламенем получают сварочное соединение, которое не уступает по прочности основному металлу. В таком случае в сварочном соединении отсутствуют участки отбеленного чугуна, а деталь имеет минимальное внутреннее напряжение. Процесс горячего сваривания – это трудоемкий и дорогой процесс, требующий больших вложений сил и средств.

Горячее сваривание преимущественно применяют для чугунных деталей сложной конфигурации с сопряжениями стенок разной толщины, когда дефекты располагаются в месте, которое при нагревании не имеет возможности для свободного расширения, а при остывании – сжатию.

Для получения при сваривании блока двигателя минимальный напряжений и для предотвращения процесса отбеливания чугуна, а также полного применения нагрева блока, сваривание производится в специальном термоизоляционном кожухе. Для работы используется специальный стенд для сваривания и на нем можно быстро установить деталь в требуемое положение для комфортного сваривания.

Кожухи изготавливаются по конфигурации детали, которую требует отремонтировать. Материалом изготовления служит лотовая сталь толщиной 2 – 3 миллиметра. Стенки кожуха состоят из двух стенок и имеют прокладку между слоями из асбеста. Толщина прокладки составляет 15 миллиметров. Кожух имеет специальные окна с крышками, чтобы через них можно было иметь доступ горелки к местам, где расположены дефекты. Скорость охлаждения деталей в таком кожухе ниже почти в 1,5 раза, чем при охлаждении на воздухе, что увеличивает длительность сварочного процесса до 20 минут и повышает качество работы.

Использование кожуха значительно облегчает труд сварщика и защищает его от тепла нагретой детали, а применение стенда позволяет облегчить установку детали в требуемое положение для сваривания. Предельной температурой для охлаждения детали в процессе сваривания считается не ниже 350 – 400 градусов по Цельсию.

Как заварить чугун электродом в домашних условиях

Срок службы чугуна вдвое больше чем у стали, однако из-за высокого содержания углерода ремонт обычной электросваркой деталей из этого материала неэффективен. В месте соединения образуются микротрещины, а на шве — поры. В промышленности эта проблема решается специальной подготовкой, которая неприменима для сварки чугуна в домашних условиях. Однако создание прочных соединений возможно и при самостоятельном ремонте с использованием электродов для сварки чугуна.

Особенности сварки чугуна

Установлено что сварку серого чугуна с мелкодисперсной структурой производить проще, чем крупнозернистого металла тёмного оттенка. Детали длительное время контактировавшие с маслом или подвергавшиеся окислению сварке не поддаются. Чугун относится к материалам с ограниченным свариванием, поэтому при работе учитываются его особенности:

• из-за высокой текучести в жидком состоянии сварка осуществляется преимущественно в нижнем положении;
• образование пор в местах выгорания углерода;
• из-за низкой пластичности при нарушении температурного режима возникают внутренние напряжения, создающие трещину на шве;
• при расплавлении в чугуне образуются окислы с температурой плавления выше, чем у него.

Методы сварки

Для создания прочных швов разработаны три способа:

1. Технология горячей сварки сложна, но практически исключает образование трещин. Выполняется с предварительным подогревом до температуры 600 — 650⁰C при последующем медленном охлаждении. На производстве эта процедура выполняется на индукционных установках. Некоторые новички сомневаются можно ли варить чугун этим способом самостоятельно. Это реально, если для нагрева воспользоваться горном, газовой горелкой, паяльной лампой, а для медленного охлаждения горячим песком.
2. Полугорячая сварка аналогична предыдущему способу, но температура нагрева 300 — 350⁰C.
3. Холодную сварку осуществляют специальными электродами без предварительного подогрева деталей. Однако чтобы заварить чугун этим способом необходимо учитывать технологические особенности материала.

Выбор электродов для сварки чугуна

При холодной сварке чаще всего пользуются недорогими электродами ОЧЗ с индексом от 2 до 6. Основой являются медные стержни со специальной обмазкой. Марка МНЧ-2 применяется для наплавки металла, для изготовления стержней применяется сплав, в который добавляется никель, марганец, железо, медь. Эти электроды дефицитны и стоят дорого. К более дешёвым относятся ЦЧ-4 и ОЗЖН-1.

В зависимости от марки электродов и диаметра выбирается сила тока:

При отсутствии заводских делают самодельные электроды, используя медные стержни нужного диаметра. Для покрытия берётся обмазка, сколотая со стальных электродов. Её размельчают, добавляют такой же объём железных опилок и смешивают с жидким стеклом до густоты сметаны.

Стержни зачищаются, обезжириваются и вертикально опускаются в смесь. После неспешного извлечения, чтобы успело стечь лишнее, должен образоваться слой толщиной 1,5 — 2 мм. Установленные вертикально электроды сушат сначала без нагрева, а затем в духовке при 250⁰C.

Чугун можно заваривать обычным электродом после навивки на него медной проволоки диаметром от 0,5 до 2,0 мм. Наматывать начинают с рабочего конца, плотно укладывая витки на обмазку без зазоров между ними. Вес проволоки должен быть в 4 — 5 раз больше массы стального сердечника.

Независимо от того какими электродами варится чугун нужно соблюдать следующие условия:

• сварка ведётся швами длиной 3 — 5 см с перерывами;
• прерывистый режим позволяет избежать недопустимого нагрева участков выше 80⁰C;
• подключение полярности обратное.

Технология сварки чугуна электродом

В зависимости от вида дефектов и возможностей применяются несколько вариантов. Сварку чугуна электродом в домашних условиях осуществляют многослойным способом. С краёв соединяемых толстостенных деталей болгаркой снимаются фаски под углом 45⁰. При заделке трещины её углубляют тонким диском, а на концах просверливают отверстия. Такая подготовка обеспечит лучшее заполнение дефекта расплавленным металлом.

Затем, используя специальный электрод, наплавляется первый слой участками по 3 — 5 см. Сваривать начинают с концов соединения, чтобы получилась ванночка. Если есть возможность, аналогично обрабатывают дефект с обратной стороны детали. Следующие слои, ещё горячие, проковываются молотком с закруглённым бойком.

Поскольку специальные электроды стоят дорого их иногда заменяют обычными. Однако их использование возможно только для наплавления последующих после первого слоёв. Сварка чугуна электродами по стали обходится дешевле, но надёжность такого соединения невысокая. Поэтому не рекомендуется применение в ответственных случаях.

Электродами, сделанными из чугуна, пользуются для устранения изъянов на изделиях после отливки. Для повышения качества применяется полугорячий метод. Для работы возможно использование аппаратов переменного и постоянного тока. Его величина рассчитывается исходя из величины диаметра электрода. На каждый миллиметр добавляется 50 — 60 А.

Чтобы сварить чугун в среде инертного газа неплавящимся электродом необходимы большие денежные и временные затраты, а качество улучшается незначительно. Поэтому такая технология домашними мастерами применяется редко.

Сварка чугуна по шпилькам

Так как заварить чугун с крупнозернистой структурой многослойным способом не всегда удаётся, соединение осуществляется с помощью установки шпилек с резьбой. Их размещают в шахматном порядке по краям соединяемых частей. Размер шпилек выбирается, руководствуясь рекомендациями:

• по диаметру не более 0,3 — 0,4 толщины детали, максимальный — 12 мм;
• вкручиваются на глубину 1,5 своего диаметра, но не больше 0,5 толщины материала;
• длина выступающей над поверхностью части — 0,75 — 1,2 диаметра шпильки.

После установки по периметру шпилек наваривается несколько слоёв металла. Чтобы избежать перегрева наплавку производят попеременно на разных концах. В завершение металл вокруг шпилек соединяется одним или несколькими швами.

Заключение

Имея инвертор и зная, как правильно варится чугун электросваркой, можно оперативно делать ремонт самостоятельно. Для этого необязательно покупать специальные электроды, их успешно заменят самодельные. При отсутствии опыта желательно сначала потренироваться на ненужных чугунных изделиях. При сварке следует помнить о недопустимости перегрева участков свыше 80⁰C, поэтому спешить не надо.

Рекомендации по сварке чугуна

Несмотря на то, что существует множество типов чугуна, наиболее распространенным является серый чугун, и данное руководство предназначено для этого типа материала.

Несколько фактов о чугуне помогают понять проблемы сварки. Чугун обычно имеет содержание углерода от 2% до 4%, что примерно в 10 раз больше, чем в большинстве сталей. Высокое содержание углерода заставляет углерод образовывать чешуйки графита.Этот графит придает серому чугуну характерный вид при разрушении.

При отливке расплавленный чугун выливают в форму и дают ему медленно остыть. Когда этому высокоуглеродистому материалу дают медленно остыть, можно изготавливать отливки без трещин. Помните об этом при сварке чугуна: во время и после сварки отливке нужно дать медленно остыть, либо ее нужно держать достаточно прохладной, чтобы скорость охлаждения не имела значения.

Критическая температура в большинстве чугунов составляет около 1450 градусов по Фаренгейту.При этой температуре возникают условия, которые могут привести к растрескиванию. Хотя дуга нагревает отливку до температур выше этого уровня, важно, чтобы отливка не выдерживалась при этой температуре в течение длительного времени.

Выбор электрода
Если деталь должна обрабатываться после сварки, потребуется электрод никелевого типа. Для однопроходных сварных швов с высоким разбавлением используйте стержневой электрод Tech-Rod® 99. Tech-Rod® 55 предпочтительнее для многопроходных сварных швов. Иногда корневые проходы вводятся с помощью Tech-Rod 99, а затем заполняются с помощью Tech-Rod 55.Для сварных швов, где механическая обработка не требуется, и где предполагается, что сварной шов будет ржаветь, как чугун, можно использовать стержневой электрод Lincoln Ferroweld®.

Нагревать или не нагревать
В общем, предпочтительно сваривать чугун с предварительным нагревом — и большим его количеством. Но еще один способ успешно сваривать чугун — сохранять его прохладным — не холодным, а прохладным. Ниже будут описаны оба метода. Однако, как только вы выберете метод, придерживайтесь его. Держите его горячим или прохладным, но не меняйте лошадей посреди ручья.

Методы сварки с предварительным нагревом
Предварительный нагрев чугунной детали перед сваркой замедлит скорость охлаждения сварного шва и области вокруг сварного шва. По возможности всегда предпочтительно нагревать всю отливку. Типичная температура предварительного нагрева составляет 500-1200 градусов по Фаренгейту. Не нагревайте выше 1400 градусов по Фаренгейту, поскольку это приведет к достижению критического диапазона температур. Разогрейте деталь медленно и равномерно.

Сваривайте на слабом токе, чтобы минимизировать примеси и остаточные напряжения.В некоторых случаях может потребоваться ограничить сварные швы небольшими сегментами длиной примерно 1 дюйм, чтобы предотвратить накопление остаточных напряжений, которые могут привести к растрескиванию. В этом отношении также может быть полезна обработка сварных швов.

После сварки дайте детали медленно остыть. Обернуть отливку изолирующим одеялом или погрузить ее в сухой песок, чтобы снизить скорость охлаждения и снизить склонность к растрескиванию.

Сварка без предварительного нагрева
Размер отливки или другие обстоятельства могут потребовать ремонта без предварительного нагрева.В этом случае деталь нужно хранить в прохладном, но не холодном состоянии.

Полезно поднять температуру литья до 100 градусов по Фаренгейту. Если деталь находится на двигателе, можно дать ему поработать несколько минут для достижения этой температуры. Никогда не нагревайте отливку настолько сильно, чтобы на нее нельзя было положить руку.

Выполняйте короткие сварные швы длиной примерно 1 дюйм. При использовании этой техники важно упрочнение после сварки. Дайте сварному шву и отливке остыть. Не увеличивайте скорость охлаждения водой или сжатым воздухом.Во время остывания предыдущего сварного шва можно провести сварку в другом участке отливки. Все кратеры должны быть заполнены. По возможности, бусинки должны располагаться в одном направлении, и предпочтительно, чтобы концы параллельных бусинок не совпадали друг с другом.

Герметизация трещин
Из-за природы чугуна крошечные трещины имеют тенденцию появляться рядом со сварным швом даже при соблюдении надлежащих процедур. Если отливка должна быть водонепроницаемой, это может быть проблемой.Однако утечку обычно можно устранить с помощью какого-либо герметика, или они могут закрываться ржавчиной очень скоро после возврата в эксплуатацию.

Метод установки шпилек
Один из методов, используемых для ремонта крупных разрывов в крупных отливках, заключается в просверливании и нарезке отверстий на поверхностях, которые были скошены для приема металла ремонтного сварного шва. Вкрутите стальные шпильки в резьбовые отверстия, оставив от 3/16 дюйма (5 мм) до ¼ дюйма (6 мм) шпильки над поверхностью. Используя методы, описанные выше, приварите шпильки на месте и покройте всю поверхность разрыва наплавленным слоем.После того, как будет сделан хороший наплавленный шов, две стороны трещины можно сварить вместе.

Посмотреть еще Практические руководства по сварке чугуна

Посмотреть Электроды для чугуна

Ремонт трещин в чугунных головках цилиндров и блоках цилиндров

Ремонт трещин стал одной из самых горячих сегодня тем, потому что хорошие ремонтируемые головки цилиндров для многих двигателей последних моделей очень дороги и их трудно найти. Так много заводов по ремонту двигателей сейчас ремонтируют головки, которые они выбросили бы всего несколько лет назад как непригодные для восстановления.

Всегда были варианты ремонта трещин в чугуне. Прикрепление штифтов и сварка в печи — это жизнеспособные варианты, которые давно используются для ремонта трещин и других повреждений.Но у закрепления есть свои ограничения, а сварка в печи — не то, чему новичок может научиться в одночасье.

Ремонт трещин также связан с определенным риском. Вот почему большая часть работ по ремонту трещин в прошлом ограничивалась дорогостоящими сверхмощными дизельными головками, антикварными головками или другими работами, которые оправдывали время, усилия и риск. Но из-за высокой стоимости многих головок и блоков поздних моделей ремонт трещин может быть рентабельной альтернативой покупке новой или бывшей в употреблении отливки для замены треснувшей головки или блока.

ВАРИАНТЫ РЕМОНТА ТРЕЩИН

Трещины в алюминиевых головках и блоках относительно легко исправить с помощью сварки TIG, но чугун сваривать намного труднее. Именно поэтому штифты уже давно являются самым популярным методом ремонта небольших трещин в чугунных блоках и головках. Закрепление может исправить около 80 процентов всех трещин, но не может исправить все виды трещин. Многое зависит от места расположения трещины и ее серьезности. Конические штифты с герметиком подходят для большинства применений.Сварка же восстанавливает целостность и позволяет заполнить трещины и дыры. Вы даже можете изменить форму камеры сгорания или порта, добавив металл.

ТРЕЩИНЫ КОНТАКТОВ

Штифты — это наиболее часто используемый метод ремонта трещин в чугунных головках, блоках и коллекторах, поскольку он быстрый, надежный и дешевый.Штифты также могут использоваться для ремонта трещин в алюминиевых головках и блоках, хотя сварка TIG часто является предпочтительным методом ремонта алюминия. Закрепление — относительно простая техника для изучения и использования, не требует большого количества инструментов, кроме сверла, направляющего приспособления и метчика, и не требует нагрева.

По сути, закрепление штифтов включает в себя сверление отверстий в трещине, установку штифтов внахлест для заполнения трещины, а затем нанесение штифтов на штифты для герметизации и выравнивания поверхности.

Есть два основных типа штифтов: прямые и конические. Каждый тип имеет свои преимущества и может работать лучше в определенных ситуациях, чем другой.

Конические штифты при затягивании сами втягиваются в трещину, обеспечивая плотное прилегание по всей длине штифта. Это происходит потому, что резьба как на коническом штифте, так и на отверстии имеет посадку с натягом. Уплотнитель действительно не нужен, но его часто используют для дополнительной страховки. Отверстия для конических штифтов должны быть осторожно нарезаны вручную, а штифты вручную затянуты для плотного прилегания.

Прямые штифты устанавливаются быстрее, поскольку для их установки можно использовать обычный метчик и дрель. Прямые штифты предназначены для скручивания при затягивании, что исключает необходимость отрезать или стачивать головки (как это необходимо для конических штифтов). Прямые штифты также имеют посадку с натягом по всей длине и конический выступ, который вдавливается в поверхность. Это устраняет линию резьбы на поверхности, что позволяет обрабатывать поверхность. Этот тип прямого штифта может также устранить необходимость установки вкладышей седла клапана в чугунные головки.

Обычные конические и прямые штифты не могут справиться с определенными видами трещин, например с трещинами вдоль внешнего края или угла, которые требуют поддержки для удержания сторон трещины вместе. То же самое касается трещин в области отливки, которые могут открыться или разорваться, когда отливка находится под нагрузкой или нагревается. Для этого типа ремонта трещин запорные устройства и / или штифты с самозажимной способностью могут обеспечить требуемое усиление и прочность.Штифты «Castmaster» (производимые Lock-N-Stitch) имеют уникальный рисунок резьбы «спиральный крючок» или «обратный шаг», который захватывает обе стороны трещины, когда верхний буртик штифта упирается в металл. Этот тип штифта может фактически удерживать трещину, а не просто заполнять ее, и может использоваться для ремонта трещин, которые нельзя исправить обычными коническими или прямыми штифтами.

Другая трещина, которую трудно отремонтировать при помощи штифта, — это любая трещина, которая возникает в очень тонкой (менее 1/8 дюйма толщины стенки) области отливки.Штифты не будут держаться, если не будет достаточно металла, чтобы удерживать и поддерживать резьбу.

ПЕЧЬ СВАРОЧНЫЙ ЧУГУН

Трещины в чугуне можно заделать горячей сваркой (сварка в печи), но это метод, требующий навыков и большой практики. Это также требует предварительного нагрева отливки перед сваркой и большого нагрева (предварительный нагрев до 1200-1400 градусов по Фаренгейту).в русской духовке). Отливку также необходимо медленно охладить через семь-восемь часов после сварки, чтобы предотвратить ее повторное растрескивание.

Для успешного ремонта трещины сваркой в ​​печи (горячей сваркой) требуется предварительная тщательная подготовка трещины и тщательный контроль нагрева. Нельзя просто нагреть голову горелкой для травы. Правильный способ — предварительно нагреть головку в закрытой печи или духовке, чтобы тепло проходило через головку снизу. Вы должны изолировать головку одеялом и не допускать сквозняков при сварке, иначе в сварном шве появятся трещины и пористость.Затем голову нужно медленно охладить.

Когда температура предварительного нагрева головки стабилизируется (это занимает около часа), для плавления чугуна (который плавится при температуре от 2400 до 2600 градусов по Фаренгейту) используется оксиацетиленовая горелка с «нейтральным пламенем», содержащая немного больше ацетилена, чем кислорода. Чугунный присадочный пруток и флюс из буры, а затем используется для заполнения трещины. Уловка состоит в том, чтобы поддерживать чистоту сварного шва, добавляя немного флюса, чтобы примеси поднялись вверх. Затем примеси могут быть удалены из зоны ремонта с помощью горелки.

Если седло клапана сваривается в печи, есть одна хитрость — заполнить отверстие графитовой пробкой, а затем приварить ее. Лужа будет примерно полдюйма в глубину и, возможно, двух дюймов в диаметре. Для этого нужно много тепла, около 5000 градусов.

После заполнения трещины наступает долгое медленное остывание. Если чугун остывает слишком быстро, может произойти одно из двух. Окружающий металл может сжиматься от сварного шва, вызывая появление новых трещин, и / или углерод в чугуне может превратиться в карбид, что сделает металл слишком твердым и хрупким для обработки.Поэтому отливку необходимо охлаждать очень медленно, чтобы предотвратить эти нежелательные металлургические изменения.

Оберните голову изолирующим одеялом и храните ее в горячей камере, чтобы она остывала со скоростью не более 100–200 градусов в час. Период охлаждения может длиться до восьми часов. После того, как головка остынет, ее можно очистить от накипи, затем подвергнуть грубой механической обработке и испытать погружение под давлением в горячую воду при 100 фунтах на квадратный дюйм для проверки на утечки.

Если чугунная головка имеет встроенные седла клапана, рекомендуется заменить седла выпускного клапана после сварки в печи, поскольку высокие температуры процесса могут нарушить индукционную закалку седел.

СВАРОЧНЫЙ ЧУГУН

Другой альтернативой для ремонта трещин в головках и блоках чугуна является порошковая сварка (также называемая сваркой напылением пламени). Базовая техника существует уже много лет, но в последние годы была улучшена с помощью нового оборудования для сварки распылением. С его помощью можно произвести прочный ремонт, аналогичный горячей сварке, но с гораздо меньшим нагревом. Вам все равно придется предварительно и повторно нагреть голову, чтобы снять напряжение, которое может привести к ее повторному растрескиванию. Но с этой техникой меньше риск деформирования или деформации головы от чрезмерного нагрева.

Для сварки газовым распылением требуется специальная кислородно-ацетиленовая горелка с бункером, управляемым курком, который подает порошок никелевого сплава в пламя. Когда порошок подвергается воздействию пламени, он плавится и плавится по бокам трещины, заполняя место ремонта. Процесс требует предварительного нагрева головки примерно до 700 градусов и последующего нагрева головки после сварки для снятия напряжения.

Порошок никелевого сплава, используемый для газопламенной сварки, обеспечивает твердость от 18 до 22 Rc.Для седел клапанов, распредвалов и коленчатых валов используются более твердые сплавы.

Как и в случае любого другого процесса ремонта, всегда существует риск повторного растрескивания, ремонтировалась ли отливка сваркой TIG, сваркой в ​​печи, сваркой напылением или штифтом. Трещины в области седла клапана могут снова открыться, если новое седло клапана будет вдавлено со слишком большим натягом. Сварные участки на чугуне могут быть тверже основного металла, что затрудняет обработку отливки.

УСТРАНЕНИЕ НЕПОЛАДОК ПРОБЛЕМ ПЛАМЕННОГО РАСПЫЛЕНИЯ

Если у вас возникли проблемы с достижением хороших результатов при сварке с газовым распылением, вот несколько советов, которые могут улучшить ваш успех:

• Если никелевый порошок просто оседает или накапливается вместо смачивания при начале сварки, работа слишком холодная.Фаска должна быть тускло-вишнево-красного цвета или примерно от 1300 до 1400 градусов по Фаренгейту. Попытка нагреть основной металл до температуры, нагревая его, хотя толстый слой нерасплавленного порошка толщиной 0,020 дюйма или больше, скорее всего, выгорит флюс из порошка .

• Если никелевый порошок вскипает в начале сварки, и вы получаете вулканическую реакцию, когда первоначальный порыв порошка распыляется на фаску, значит, работа слишком горячая. Отключите горелку, дайте области остыть до тускло-вишнево-красного цвета, затем подержите кончик синего конуса в пламени на расстоянии примерно 1/8 — 1/2 дюйма от осадка и короткими порциями добавьте свежий порошок.Это должно добавить достаточно нового флюса, чтобы порошок должным образом пропитался. Если это не помогает, остановитесь, очистите фаску и начните заново.

• Если во время первого распыления нанести слишком много порошка, он не намокнет. Когда нерасплавленный порошок нарастает до 0,020 дюйма или более, он действует как изолятор между пламенем и основным металлом. Остановитесь, соскребите нерасплавленный порошок и начните заново.

• Неправильный угол наклона пламени также может привести к смачиванию порошка, а не его смачиванию.Если угол наклона пламени меньше 75 градусов, порох может вылететь впереди лужи и прилипнуть к фаске. Когда нерасплавленный порошок укладывается в стопки толщиной примерно 0,020 дюйма или более, он не смачивается должным образом. Попытка вытолкнуть его с помощью горелки создаст проблемы с пористостью и твердостью. Остановите, соскребите или смахните расплавленный порошок щеткой, держите горелку под нужным углом и начинайте сварку снова.

• Проблемы с пористостью и твердостью сварного шва могут быть вызваны поверхностным загрязнением рядом с V-образной фаской.На некоторых отливках, в частности на коллекторах, на поверхности может содержаться много «обгоревшего» железа. Его следует отшлифовать, оставив звук, чистый металл на расстоянии не менее 3,8–1 / 2 дюйма с каждой стороны от V-образной фаски. Ржавый, грязный или обгоревший металл обычно лопается и трескается при воздействии на него пламени.

ОПОРНАЯ СВАРКА

Сварка припоем — еще один вариант ремонта чугуна. Он отлично работает в таких случаях, как поврежденные отверстия для болтов и даже трещины в отверстиях головки, потому что это более простой процесс.Сварку пайкой можно производить при температуре от 800 до 900 градусов, что означает, что отливка нагревается только примерно до 400-500 градусов и не деформируется и не плавится. Он хорошо подходит для ремонта трещин на вершинах тонкостенных головок цилиндров, таких как головки Ford 2.9L, и даже может использоваться для ремонта небольших трещин в выхлопных отверстиях.

Статьи по теме:

Ссылки по теме:

Щелкните здесь, чтобы увидеть больше технических статей Carley Automotive