Чугунный блок двигателя и его сварка

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.

Features cast iron

Cast iron — an unusual material, despite its advantage in melting, it is strongly affected by sudden shocks that may occur during accidents. Since the engine block is a number of different holes for mounting other components and spill channels of the cooling jacket, the cracks can occur during freezing liquid used to reduce the temperature at the operating processes.

Cast iron high levels of stiffness and strength, low cost of preparation. Cast iron is smelted from the ore at a lower temperature as compared with steel and thus has excellent flowability, which allows you to reduce the cost of production of structures requiring strength and having a production that affect the whole economy of the state.

Способи закладення трщин

Гаряча зварка. Нагрівання всього блоку застосовується при зварюванні, коли використовується ацетилен і кисень. Зварювання блоку двигуна відбувається при утворенні електричної дуги, при цьому використовуються електроди з чавуну або сталі, покриті спеціальним складом. Нагрівання деталі ведеться повільно до температури 6-6,5 сотні градусів, для рівномірного нагріву застосовується спеціально обладнаний кожух зі сталі з прошарком азбесту.

У кожусі завчасно прорізаються отвори для можливості доступу до ушкоджених місцях. Даний метод є найбільш дорогим і трудомістким, але зате призводить до відновлення матеріалу, практично відповідного своїм початковим параметрам. Цей спосіб використовується в тому випадку, якщо тріщини з’явилися в важкодоступних місцях, наприклад, при стику стін різної товщини. При такому способі внутрішня напруга вироби, які виникають під час зварювання, практично наближаються до нуля.

Зварювання з місцевим нагріванням. Даним способом користуються, коли пошкодження виникли на поверхні, нагрів якої не викличе виникнення внутрішньої напруги в різних ділянках всього блоку. Під час зварювання ремонтируемая поверхню постійно підігрівається. Нагрівання виробляють газовим пальником до 6-7 сотень градусів.

Після закінчення робіт готова поверхня знову нагрівається до зазначеної температури і залишається остигати. При використанні цього методу необхідні спеціальні знання і висока професійність виробляє роботу, тому він застосовується нечасто. Зварювання блоку двигуна без нагріву. Такий спосіб використовується при ремонті поверхонь, віддалених від ділянок, які несуть якусь навантаження на таку довжину, коли нагрів, що відбувається під час зварювання, і подальше охолодження не вплинуть на їх міцність.

Така зварювання може виконуватися газовими пальниками, електродами зі сталі, чавуну або кольорових металів. Тріщини, що виникли в системі охолодження сорочці, найкраще заварювати таким способом, користуючись при цьому електродами з заліза і міді невеликих відрізків, що не перевищують 5 см. Зварювання блоку циліндрів з чавуну — досить трудомісткий і делікатний процес, який відбувається в кілька етапів, при цьому для такий зварювання необхідні спеціальні знання та навички. Блок двигуна має чимало конструкційними каналами і посадочними отворами, навколо або поруч з якими утворюються тріщини.

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.

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.

Технология сваривания

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.

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

Сергей Одинцов

Cracked engine block

Driving device welding semiautomatic.

Given the characteristics of the cast iron products, welding cracks occurring in the engine block, can be done in three ways:

  • when the entire unit is heated;
  • when heated seats, where there were cracks;
  • when the item is not heated at all, and welding is carried out so-called cold process, which is now gaining ground.

Cracked engine block detect, prove him hydraulically, and mark with chalk. From block in those places where there will be welding, remove all press-fitted parts. At both ends of the detected cracks drilled holes about 5 mm, which penetrate it to the nearest surface.

If the surface of the brewing unit in operation is in contact with another part, then it is treated by welding excess metal abrasive, file or sandpaper so that it did not have a ledge.

Альтернативные способы

Начнем с того, что незначительные трещины можно также заделать путем использования эпоксидной пасты и стеклоткани. Перед началом работ поверхность металла нужно хорошо обезжирить. Слои пасты и стеклоткани при нанесении чередуются, последним слоем должен являться эпоксид.

Среди наиболее востребованных сегодня технологий стоит также отметить решение под названием SEAL-LOCK. К преимуществам данного способа относят отсутствие необходимости демонтировать двигатель. Способ подходит для восстановления серьезных пробоин или трещин в блоке цилиндров. Также для ремонта не требуется применение сварочного аппарата.

В основе способа лежит заполнение трещины специальной прослойкой из мягкого металла, который в результате надежно скрепляется с поверхностью восстанавливаемой детали. 

Трещину локализуют, после чего происходит засверливание краев раскола. Далее поперек трещины насверливают отверстия с установленным технологией шагом. В эти отверстия вставляются стяжки-скобы, которые связывают оба края трещины. Скобы подбираются в соответствии с видом раскола, так как могут иметь различную длину и отличаться по своей форме.
Далее в пространстве между установленных скоб высверливается отверстие, после чего происходит нарезка конусной резьбы при помощи специального метчика. После этого необходимо произвести обработку полученного отверстия составом для устранения окисной пленки. Затем в обработанное резьбовое отверстие с небольшим усилием вкручивается заглушка-конус, материал которой активно контактирует с металлом ремонтируемой детали.
Далее часть заглушки, которая возвышается над плоскостью, нужно немного подпилить, после чего вкручивание осуществляется с большим усилием, которое создается специальным инструментом. Под таким усилием мягкая заглушка сломается в том месте, где ранее был сделан подпил. Выступающие остатки дополнительно шлифуют.
Следующим шагом становится сверление следующего отверстия. Это отверстие сверлят так, чтобы добиться частичного перекрытия предыдущего резьбового отверстия с установленной заглушкой. Процедура ремонта предполагает заполнение заглушками всей трещины.

Расклепывание шва позволяет устранить возможные пустоты, а также ускоряет диффузию материалов заклепок и детали. Результатом станет появление пластичного шва, который имеет прочную связь с поверхностью. Такой шов имеет ряд преимуществ сравнительно со сварным швом:

  • не страдает от температурных перепадов;
  • способен сохранять целостность в условиях работы при высоких температурах;
  • не получает значительного напряжения;

Что касается установки больших латок, которыми можно буквально «заклеить» треснувший блок цилиндров двигателя или головку блока, тогда способ решения по схеме реализации напоминает описанный выше. Потребуется вырезать и подогнать латку из металла, после чего производится ее установка путем заполнения всего периметра стяжками и конусными заглушками. Последующая проверка готового шва на герметичность осуществляется при помощи опрессовки под давлением около 6 атмосфер.

Как заделать трещину в блоке цилиндров

В зависимости от масштаба повреждения, можно использовать различные способы ремонта блока цилиндров. Стоит отметить, что в некоторых случаях целесообразнее произвести замену блока, а не его ремонт.

Методом сварки

Самый распространенный способ заделывания трещины в блоке цилиндров. При этом сваривание блока цилиндров достаточно сложная работа, поскольку предполагает четкое соблюдение технологического регламента. Если допустить ошибки при сварке, в процессе работы двигателя шов разойдется и проблема вернется.

При сварке изначально происходит засверливание концов трещины на блоке цилиндров. Это необходимо сделать, чтобы избежать вероятности распространения трещины. Засверливание и дальнейшая шлифовка проводятся под углом в 90 градусов.

Далее начинается сам процесс сварки. Для этого блок цилиндров нужно разогреть до 650 градусов по Цельсию, после чего с помощью присадочного чугунно-медного прута и флюса накладывается сплошной шов. Далее деталь постепенно охлаждается в термошкафу.

Важно: Нельзя резко охладить деталь, иначе это приведет к разрыву шва. Стоит отметить, что можно выполнить сварку блока цилиндров не разогревая его

Для этого стоит воспользоваться электрической сваркой и медными электродами в жестяной обертке. По окончанию работ наложенный шов обязательно необходимо обезжирить при помощи ацетона или специальных составов. Поверх шва далее нужно нанести слой эпоксидной пасты шпателем. Далее деталь нужно “подсушить”, оставив ее при комнатной температуре на 24 часа, чтобы эпоксид полностью засох. Завершающая стадия — шлифовка обработанного шва

Стоит отметить, что можно выполнить сварку блока цилиндров не разогревая его. Для этого стоит воспользоваться электрической сваркой и медными электродами в жестяной обертке. По окончанию работ наложенный шов обязательно необходимо обезжирить при помощи ацетона или специальных составов. Поверх шва далее нужно нанести слой эпоксидной пасты шпателем. Далее деталь нужно “подсушить”, оставив ее при комнатной температуре на 24 часа, чтобы эпоксид полностью засох. Завершающая стадия — шлифовка обработанного шва.

Методом наложения эпоксида и стеклоткани

Простой способ, который позволяет устранить незначительные трещины на поверхности блока цилиндров. Метод подразумевает создание на поверхности трещины дополнительного слоя, выполненного из эпоксидной пасты и стеклоткани.

Для заделывания трещины данным способом предварительно нужно хорошо обезжирить поверхность, чтобы накладываемые составы лучше “прижились”. Далее поочередно накладывается несколько слоев эпоксидной пасты и несколько слоев стеклоткани. Последним слоем должен быть именно эпоксид.

Методом SEAL-LOCK

Довольно трудоемкий современный способ устранения трещин блока цилиндров. Его явное преимущество — возможность проводить работы без сварки и без демонтажа самого двигателя. Суть метода заключается в заполнении имеющихся трещин мягким металлом.

Выполняется работа следующим образом:

  1. Первым делом нужно локализовать повреждение. Трещина с краев засверливается;
  2. После этого поперек трещины высверливаются отверстия с предусмотренным технологией шагом. В данные дырки помещаются стяжки-скобы, связывающие края трещины. Подбирать скобы следует исходя из вида раскола. На станциях технического обслуживания обычно имеются самые распространенные скобы по длине и форме, при необходимости они могут быть выполнены на заказ для конкретного разлома;
  3. Между установленными скобами просверливается отверстие и выполняется при помощи специального метчика нарезка конусной резьбы;
  4. Для устранения окисной пленки выполняется обработка полученного отверстия;
  5. Заглушка-конус закручивается в образованное резьбовое отверстие;
  6. Следом нужно подпилить “лишнюю” часть заглушки, которая возвышается над площадью поверхности блока цилиндров. После обязательно “докрутить” при помощи специальных инструментов заглушку посильнее, в результате чего подпиленная область обломается;
  7. Далее нужно выступающие остатки заглушки зашлифовать;
  8. После этого переходят к высверливанию следующего отверстия, которое должно частично перекрывать прошлое отверстие с установленной заглушкой. Таким образом заполняется заглушками вся трещина;
  9. Образованный данными заглушками шов после окончания работ нужно обязательно дополнительно спрессовать, чтобы он более надежно фиксировал разрыв.

В отличие от метода ремонта путем сварки шва, способ SEAL-LOCK позволяет получить более надежный шов, который не восприимчив к температурным перепадам.

(128 голос., средний: 4,47 из 5)

Как обнаружить трещины в блоке цилиндров

Далеко не всегда, когда речь идет о трещине в блоке цилиндров, подразумевается серьезный заметный на глаз дефект. Довольно часто это микротрещины, которые можно определить одним из следующих методов:

  • Пневматической опрессовки;
  • Использования ультразвукового сканирования;
  • Применения специализированного магниточувствительного оборудования;
  • Гидроконтроля.

Каждый из этих способов позволяет установить, имеются ли микротрещины в блоке цилиндров, и где они конкретно находятся. Чаще всего в сервисных центрах при отсутствии специализированного оборудования для диагностики блока цилиндров используют метод поиска трещины с помощью воды или воздуха.

Суть данного метода проста — внутрь блока цилиндров закачивается вода, и если она просачивается, значит, в этом месте имеется трещина. При использовании воздуха внутрь закачивается воздух, а сама деталь погружается под воду, тем самым по наличию пузырьков на поверхности воды можно будет понять, есть ли трещина.

Обратите внимание: Чтобы точно определить место трещины, можно использовать магниты. Они устанавливаются по краям от предполагаемого раскола блока цилиндров, после чего между ними пространство засыпается проводящими опилками

Если трещина имеется, линии магнитного поля разорвутся, и опилки будут собираться в месте, где находится микротрещина.

Как заварить чугунный блок двигателя электросваркой Справочник металлиста

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.

Результат встречи поршней с клапанами на двигателе Ferrari. Владельцу было жизненно необходимо спасти блок цилиндров и головку. Сказано — сделано. Головку спасли с помощью комплекса сварочных работ.Результат встречи поршней с клапанами на двигателе Ferrari. Владельцу было жизненно необходимо спасти блок цилиндров и головку. Сказано — сделано. Головку спасли с помощью комплекса сварочных работ.

Сварка чугуна электродом в домашних условиях — правильная технология

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 разрезу. 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.

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.

Ремонт трещин путем зачеканивания пробками

В процессе ремонта трещина головки блока цилиндров зачеканивается перекрывающими друг друга коническими пробками.

Концы трещины накерниваются и рассверливаются с помощью соответствующего по размеру сверла под резьбу пробки. Отверстия обрабатываются конической разверткой.

В корпусе головки они разделаны с запасом (обратите внимание на то, что из камер сгорания вынуты седла выпускных клапанов). Дефектный участок корпуса головки будет заварен и подвергнут механической обработке

После заваривания эта головка будет подвергнута термообработке (отпуск для снятия остаточных напряжений), после чего пройдет чистовую механическую обработку конического метчика в отверстиях на всю глубину нарезается резьба. Пробка покрывается герметизирующим составом и вкручивается в отверстие до отказа. После этого пробка перепиливается примерно на четверть ее толщины и обламывается. Линия разлома определяется местом распила. Если пробка обломится ниже поверхности ремонтируемой детали, ее придется высверлить и заменить новой.

Пробка должна пройти ремонтируемый участок металла насквозь — на всю глубину. После установки на обоих концах трещины первых пробок, отступив от края трещины, сверлят новое отверстие, так, чтобы оно захватывало край уже установленной пробки. Новое отверстие обрабатывается конической разверткой, в нем нарезается резьба и вкручивается следующая пробка — она должна заходить в предыдущую пробку примерно на четверть ее диаметра, что бы закрепить ее на месте. Перекрывающие друг друга пробки устанавливаются вдоль всей трещины, с небольшим попеременным смещением от линии трещины в обе стороны. Выступающие концы пробок расклепываются молотком, чтобы крепче зафиксировать их на месте. Концы пробок, выступающие над поверхностью нижней плоскости головки, сошлифовываются с помощью шлифовального камня или напильника почти до самой поверхности. Концы пробок, выступающие над поверхностью камеры сгорания или окна головки сошлифовываются до самой поверхности головки с помощью ручного шлифовального инструмента. Поверхность нижней плоскости головки после заделки трещины должна пройти станочную обработку для восстановления качества поверхности.

  1. Механическая очистка деталей от загрязнений выполняется с помощью скребков и проволочных щеток.
  2. Не допускается использовать для очистки алюминиевых деталей стальные проволочные щетки.
  3. Большинство моющих средств, используемых для очистки от коксообразных отложений, являются концентрированными мылами, или щелочами.
  4. Для очистки алюминиевых изделий пользуйтесь только теми химикатами, которые относятся к категории  aluminum safe, т.е. не оказывают химического воздействия на поверхность алюминиевых изделий.
  5. Термическая очистка производится путем нагрева изделий в пиролитической термокамере до температур порядка 800°Ф (425°С), при которых смазка и грязь превращаются в безвредный пепел.
  6.  Для дробеструйной очистки деталей используется металлическая или стеклянная дробь. Во избежание проблем, вызванных попаданием посторонних предметов в двигатель, после дробеструйной обработки детали должны быть тщательно очищены от дробинок, прилипших к их поверхности.
  7. Все ответственные детали должны проверяться на отсутствие трещин с помощью методов дефектоскопии, таких как магнитопорошковый метод, метод с использованием проникающего красителя, метод с использованием проникающего флуоресцентного вещества, метод испытания под давлением.
  8. Трещины можно отремонтировать двумя способами — заварить или зачеканить пробками.
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector