Заварить блок двигателя чугун своими руками

Обновлено: 06.07.2024

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.


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.








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.

Будет полезно: Как влияет датчик детонации на работу двигателя?

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.

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.

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.

Будет полезно: ЛЕД фары или ксенон что лучше?

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.

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.

Блоки цилиндров

Их изготавливают из серого чугуна, из алюминиевого сплава АЛ4, из легированного чугуна.

Крышки коренных подшипников в процессе ремонта с блоками цилиндров не разукомплектовываются, как и картеры сцепления.

Трещины на блоках цилиндров (как и пробоины) являются их браковочными признаками.

Однако допускается устранение пробоин постановкой заплат, а трещин — заваркой и заделкой синтетическими материалами с последующей постановкой усиливающих деталей.

На чугунных блоках цилиндров перед сваркой концы трещины засверливают сверлом 0 5 мм и затем разделывают ее по всей длине при помощи шлифовального круга, установленного на пневматической или электрической шлифовальной машинке, под углом 90…120° на 4/5 толщины стенки.

Заварку ведут после нагрева блока до температу¬ры 600… 650 °С ацетилено-кислородным пламенем горелкой с мундштуком № 3, используя чугунные прутки 0,5 мм и флюс — буру.

Шов должен выступать над поверхностью основного металла не более чем на 1,5 мм; раковины и шлаковые включения не допускаются.

При охлаждении блока до 450 °С сварку останавливают и его вновь нагревают до заданной температуры.

По окончании сварки блок медленно охлаждают.

Сварку можно вести и без предварительного подогрева.

В этом случае применяют электродуговую сварку постоянным током обратной полярности в среде аргона на полуавтомате А-547Р (электродная проволока МНЖКТ 1,2 мм, давление аргона у сварочной дуги 30…50 кПа, сила тока 125…150 А, напряжение 27…30 В).

При применении электродов ПАНЧ-11 полуавтоматическую сварку можно производить без применения защитного газа.

Трещины без предварительного нагрева блока можно заваривать электродами МНЧ-1, состоящими из проволоки монель и константана 0 3…4 мм, покрытой фтористо-кальциевой обмазкой (сила тока 130 А, напряжение 30…35 В, твердость наплавленного металла НВ 170).

Сварочный шов получается плотным и хорошо обрабатываемым.

Рекомендуется применение электродов ОЗЧ-1 и АНЧ-1, но обработка их шва более затруднительна.

Электроды ЦЧ-3 и ЦЧ-4 применяются для заварки трещин без последующей обработки.

Трещины, проходящие через перемычки между верхними посадочными поясками под гильзы цилиндров, ремонтируют пайкой-сваркой припоем ЛОМНА 49-1-10-02 с использованием флюса ФПСН-2.

При этом применяют газовую сварку.

Температура нагрева кромок шва не превышает 700…750 °С.

Это снижает опасность отбела и образование трещин, повышает производительность труда по сравнению со сваркой с предварительным подогревом детали, сохраняет геометрические размеры элементов детали, прочность шва на разрыв не менее 300 МПа.

Этот способ рекомендуется к применению при необходимости иметь прочный, герметичный и хорошо обрабатываемый шов.

Технологический процесс пайки-сварки заключается в разделке и обезжиривании трещины, нагреве разделанной трещины до темпера-туры 300…400 °С, нанесении и рас-плавлении флюса с последующим равномерным распределением по разделке, заполнении шва расплавленным припоем, проковке шва после его затвердевания медным мо-лотком.

Заварка трещин в блоках цилиндров, отлитых из алюминиевых сплавов, имеет свои особенности: желательно, чтобы трещина находилась в горизонтальном положении, концы трещины засверливать не надо, разделку и зону шириной 15…20 мм необходимо зачистить до металлического блеска и затем место прохождения трещины простучать легкими ударами молотка.

Перед заваркой производят местный нагрев зоны трещины пламенем газовой горелки до температуры 300 °С.

Заварку трещины осуществляют аргонно-дуговой сваркой с присадочной проволокой из алюминиевого сплава марки АК 0 4…6 мм.

Сварка осуществляется на установках УГД-301 или УГД-501, предназначенных для проведения аргонно-дуговой сварки.

Для закрепления вольфрамового электрода, подвода к нему сварочного тока и подачи в зону дуги защитного газа служат горелки ГРАД-200 или ГРАД-400.

После сварки блок цилиндров медленно охлаждают, прикрыв нагретое место листом асбеста.

Сварочный шов зачищают от наплывов металла и окислов заподлицо с плоскостью основного металла шлифовальной машинкой с кругом 0,50 мм марки 12А40СМК.

Затем блок испытывают на герметичность под давлением 0,5 МПа.

Трещины можно заделывать и эпоксидной пастой, если они не проходят через поверхности, несущие нагрузки, по следующей технологии.

Поверхность вокруг трещины обрабатывают косточковой крошкой, а саму трещину разделывают шлифовальной машинкой под углом 60…90° на глубину 3/4 толщины стенки.

Концы трещины на блоках, отлитых из чугуна, засверливают сверлом 0 3…4 мм и в полученные отверстия забивают заглушки из медной или алюминиевой проволоки.

В зоне вокруг трещины шириной 30 мм создают шероховатость дробеструйной обработкой или насечкой и обезжиривают ее ацетоном.

На сухую поверхность наносят первый слой пасты толщиной до 1 мм, резко перемещая шпатель на поверхности металла.

Затем наносят второй слой пасты толщиной не менее 2 мм, плавно перемещая шпатель по первому слою.

Общая толщина слоя пасты по всей поверхности 3…4 мм.

Блок помещают в сушильный шкаф, где при температуре 100 °С его выдерживают около 1 ч, обеспечивая при этом отверждение эпоксидной пасты.

После отверждения потеки пасты срубают, неровности обрабатывают шлифовальным кругом.

Пробоины ремонтируют наложением заплат.

На зачищенные и обезжиренные края пробоины наносят пасту, на которую накладывают заплату из стеклоткани толщиной 0,3 мм и прикатывают роликом.

Заплата должна перекрывать пробоину со всех сторон на 15… 20 мм.

Затем на заплату и поверхность блока вокруг заплаты наносят второй слой пасты и накладывают вторую заплату так, чтобы она перекрывала первую на 10…15 мм со всех сторон.

В таком порядке накладывают до восьми слоев стеклоткани.

Каждый слой прикатывают роликом.

Последний слой покрывают полностью пастой.

Пробоины в блоках можно устранять также приваркой металлических заплат.

Изношенные торцы крышки первого коренного подшипника (ЗИЛ) при толщине ее менее 26,90 мм восстанавливают постановкой полуколец или наплавкой сплавом ЛОМНА с последующей обработкой под размер рабочего чертежа.

Задиры или деформацию на торцевых поверхностях задней опоры под полукольца упорного подшипника (КамАЗ) при толщине менее 27,98 мм устраняют гальваническим натиранием с последующей обработкой торцев под размер рабочего чертежа.

Износ верхнего и нижнего посадочных отверстий под гильзу более 125,11 и 122,09 мм (ЗИЛ) и более 137,56 и 134,06 мм (КамАЗ) устраняют гальваническим натиранием или нанесением синтетических материалов.

Изношенные отверстия под толкатели восстанавливают развертыванием под один из ремонтных размеров на радиально-сверлильном станке.

Блок цилиндров устанавливают под углом 45° на приспособлении, используя в качестве базы привалочную плоскость и технологические отверстия.

Затем с той же установки снимают фаску 1,5×45°.

При большом износе отверстий под толкатели их восстанавливают постановкой ДРД; отверстия развертывают, снимают фаски 0,5×45°, запрессовывают втулки, совместив масляные отверстия во втулке и блоке и развертывают втулки под размер рабочего чертежа.

Изношенные отверстия под втулки распределительного вала восстанавливают расточкой на станке под один из двух ремонтных размеров.

В основные или ремонтные отверстия под втулки запрессовывают втулки распределительного вала и растачивают их на станке после установки резцов на борштанге на размер по рабочему чертежу или один из ремонтных размеров.

При запрессовке втулок необходимо обеспечить совпадение масляных отверстий в блоке и втулках.

Изношенные гнезда вкладышей коренных подшипников восстанавливают по следующей технологии.

Крышки коренных подшипников снимают и маркируют.

Затем их привалочные плоскости фрезеруют или шлифуют на величину 0,7…0,8 мм, устанавливают на место, затягивают болты моментом и растачивают за один проход, обеспечивая шероховатость поверхности Ra = 0,63 мкм.

Повреждения резьбы устраняют: при срыве менее двух ниток — прогонкой инструментом того же размера; при срыве более двух ниток — постановкой ввертыша или пружинной резьбовой вставки, а также заваркой с последующим сверлением и нарезанием резьбы по рабочему чертежу.

После ремонта блоки цилиндров испытывают на герметичность гидравлической или пневматической опрессовкой.


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

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


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


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

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

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

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

Читайте также: