Сварка блоков ДВС: как заварить чугунный блок двигателя?

Сварка блоков двс

Мотор автомобиля – сложная конструкция, в которой все части взаимосвязаны. Основа двигателя отливается из металла – чугуна, алюминия, нержавеющей стали, является цельной конструкцией. Если в ней появляются трещины или другие повреждения, это отражается на работе всего устройства.
Когда выходит из строя двигатель внутреннего сгорания, владельцу авто приходится выкладывать за восстановление машины немалые деньги. Большинство автомастеров настаивают на полной замене мотора, даже когда двигатель можно починить, сэкономив автовладельцу крупную сумму.

Профессиональная сварка блока двигателя позволяет быстро восстановить мотор и предотвратить дальнейшие поломки.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Технология сварки

Когда происходит сварка чугунного блока двигателя в домашних условиях или на производстве, то следует тщательно следовать всем заданным пунктам технологии.

1. Проводится зачистка поверхности до блеска. Это можно сделать при помощи щетки по металлу.
2. Необходимо обезжирить поверхность растворителями, чтобы убрать окисляющую пленку и прочие химические налеты.
3. Следует подобрать необходимый флюс и выложить его вдоль кромки сваривания, как минимум, на протяжении участка первого этапа шва.
4. Далее нужно подогреть металл газовой горелкой до требуемой температуры, в течение нескольких минут, так как делать сварку с ходу не рекомендуется.
5. Когда металл достигнет нужной температуры, то можно начинать сваривать металл. Это должно происходить небольшими участками, примерно, по 10-15 см за раз.
6. Когда шов будет закончен, нужно прогревать металл еще в течение нескольких минут, постепенно понижая температуру, чтобы избежать быстрого остывания и резкого перепада.
7. Проконтролировать качество полученных соединений. В домашней сфере это делается визуально, а в производстве имеются различные профессиональные методы внутреннего глубинного контроля.

 

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.

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.

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.

Электроды для сварки автомобильного чугунного блока

Основной задачей сварщика при ликвидации повреждений на деталях из чугуна является получение прочных соединений и предотвращение появления новых трещин. Диаметр электрода, величина тока и длина дуги характеризуют режим ручной дуговой сварки. Зависимо от толщины сварного металла выбирается диаметр электрода.

Для сварки чугунного блока, где толщина металла равна 4-8 мм, в основном применяют электроды, диаметр который равен 3-4 мм. Величину тока выбирают из расчета 30-40 ампер на миллиметр диаметра электрода. К примеру, с применением электрода МНЧ-2, диаметр которого 3 мм, сварку производят при величине тока 90А, а при использовании электрода ОЗЧ-6, при аналогичном диаметре величина тока 80-100А. Сварки чугуна железно-келевыми электродами отличается от техники сварки стали.

Читайте также:  Какая обсадная труба для скважины лучше металл или пвх?

Для сварки деталей с тонкими стенками применяют короткую дугу ограниченными участками 15-40 мм. Длина швов зависит от толщины стенки, чем тоньше стена, тем короче швы. В целях равномерного распространения тепла, которое выделяется при сварке, используют обратноступенчатый метод наваривания швов. При каждом последующем наложении шва необходимо использование проковки металла, с целью уплотнения наплавленного металла, а так же снизить напряжение стенки.

Проковка выполняется при помощи лёгких ударом молотка. Следующий участок сваривают только после охлаждения металла до 50-70С. Угол электрода к поверхности сварки должен составлять 70-85°. Необходимо, чтобы разница колебаний длины дуги составляла 2мм, от 3 до 5, с целью улучшения выводы газов. Чаще всего чугунные детали загрязнены всевозможными включениями, соответственно металл электрода хуже взаимодействует с такой поверхностью.

В подобных случаях применяется капельно-порционный метод сварки. После возбуждения дуги, электрод уводят от поверхности металла на максимальную длину, и на непродолжительное время удерживают в зените. При таком методике газы и другие включения выгорают намного эффективнее. При опускании электрода с него падают крупные капли металла, после, дугу обрывают и делают перерыв(10-15 с). Под действием температуры происходит процесс очистки металла от загрязнений. Далее снова нужно возбудить дугу и сплавить следующую порцию металла электрода.

И так продолжают накладывать шов до полной сварки щели. Применяя данный способ нужно избегать перегрева металла, а сварку вести небольшими участками и использовать проковку шва после его наложения, а также выдерживать пока наплавленный металл охладится. Необходимо также учитывать, что при сварке данным способом шов делают из двух или трёх слоёв, с целью увеличения плотности и прочности шва и используют электроды типа ОЗЧ, которые обеспечивают большую пластичность полученного шва.

Другой проблемой при сварке трещины является герметичность шва, если, даже используя послойную проковку, герметичность не всегда бывает ожидаемой. Для достаточной герметизации шва применяют обработку его эпоксидным клеем. Предварительно шов необходимо зачистить и обезжирить растворителем № 646, или, в крайнем случае, бензином, и только после этого кладут слой клея. Однако не рекомендуется применять эпоксидный клей для тех мест детали, где она нагревается при работе выше 120°С., а также на участках, где на деталь оказывают влияние силовые нагрузки.

В случаях, если применение клея невозможно, то используют метод «приржавления» для герметизации швов. Суть его в том, чтобы смочить шов раствором 10% хлористого аммония, вследствие чего происходит коррозия шва, который выполнен медно-железным электродом, а продукты её крепко закупоривают поры. Способ не очень известен в современном авторемонте, поэтому применяется довольно редко.

Когда не имеет смысла проводить сварку аргоном?

Часто в процессе эксплуатации автомобиля возникает необходимость провести смену датчика в корпусе двигателя или свечей. Вполне может оказаться, что эти элементы слишком сильно затянуты. В таком случае мастер или владелец может приложить чрезмерное усилие и просто отколоть кусок агрегата. Если это было произведено на месте установки свечки, придется покупать новый блок. При попытке сварки произойдут такие процессы:

• мастер произведет максимально аккуратное восстановление поврежденного места, но посадочный диаметр уже невозможно сделать идеальным для свечи;
• можно использовать вариант заплавки, а затем высверливания и нарезания нужной резьбы, но также невозможно сохранить необходимую высоту установки свечи;
• если речь идет о датчике, его также просто заплавляют и не используют в дальнейшем, ведь иначе придется выполнить невероятно сложные работы по восстановлению места установки;
• при трещине в самом корпусе снаружи можно быть уверенным в том, что трещина есть и внутри, поэтому варить ее можно только в некоторых ситуациях, о которых знает специалист;
• непрофессиональная сварка аргоном принесет большие проблемы, в таком случае лучше не выполнять никаких работ с поломанным блоком цилиндров, а просто купить новый.

Сварка аргоновой смесью происходит с помощью вольфрамового электрода, который нагревается до температуры порядка 4000 градусов при максимальном режиме. Это требует не только повышенной осторожности, но и достаточно высокого профессионализма. Достаточно поставит электрод не в ту точку, и он просто сделает еще одну дырку вместо сварки необходимых элементов вашего двигателя.

Ориентировочные цены на услуги

№	Наименование работ	Количество нормо-часов	Стоимость нормо-часа (руб.)	Общая стоимость (руб.)
1	Сварка блока двигателя	2,8	1200	3360
2	Покраска корпуса зеркала	1,3	1200	1560
3	Крыло переднее — снятие/установка или замена.	1,8	1200	2160
4	Ремонт двери.	2,8	1200	3360
5	Окрас крыши.	8,8	1200	10560
6	Аргонная сварка сложных узлов и деталей	2,8	1200	3360
7	Покраска двигателя	24,8	1200	29760
8	Удаление вмятин PDR	3,8	1200	4560
9	Покраска мотора	24,8	1200	29760
10	Панель передняя – замена От	3,8	1200	4560

Обратите внимание на то, что данный интернет-ресурс (в том числе указанные цены на услуги) носит исключительно ознакомительный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) Гражданского кодекса РФ. Стоимость работ меняется в зависимости от марки автомобиля, его возраста и технического состояния.

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.