Ремонт алюминиевых блоков цилиндров сварка

Сварка алюминиевого блока цилиндров

Как заварить алюминиевый блок двигателя

Блоки цилиндров двигателя ЗМЗ-53 изготавливаются из алюминиевого сплава АЛ-4. Сваривание данного сплава имеет множество особенностей, которые создают некоторые трудности при сваривании. Главной трудностью является то, что во время сварочного процесса алюминий при взаимодействии с кислородом соединяется и образовывается оксидная пленка, которая имеет большую температуру плавления в отличие от чистого алюминия. Находясь на поверхности сварочной ванны, окись алюминия затрудняет сваривание. Также стоит обратить внимание на то, что сваривание алюминиевых сплавов может быть затруднено тем, что металл имеет высокую теплопроводность, а при повышенной температуре достаточно хрупок, что при несоблюдении некоторых требования может привести к образованию трещин на его поверхности.

Сваривание блока цилиндров двигателя требуется производить с нейтральной зоной ацетиленокислородного пламени. Также можете применять пламя с избытком ацетилена.

Сварочные работы по сварке блока цилиндров производятся с за сверлением в поверхность кромок металла. Зона трещины зачищается от загрязнений разного рода с помощью абразивного круга или специальной металлической щетки. После этого блок цилиндров нагревается до температуры 250 – 300 градусов по Цельсию. Для проведения данного процесса блок может помещаться в специальную печь для разогрева или подогреваться с помощью пламени горелки. При подогреве трещина должна находиться в горизонтальном положении.

С обеих сторон от трещины располагаются кусочки присадочного материала, которым являются стержни алюминиевого сплава АЛ-4, из которого изготовлен сам блок. Пламя горелки направляется на трещины, в которую вводится стальной крючок. После начала плавления металла крючок погружается в глубину металла и с его помощью производится перемешивание расплавленного металла.

Таким образом, разрушается пленку тугоплавких окислов, а сами окислы удаляются из сварочной ванны, что позволяет сделать сварочный шов прочным и долговечным. После разогрева сварочной ванны, в нее вводится присадочный материал. Он вводится без отведения пламени горелки, а для растворения образовавшихся окислов применяются флюсы.

После постепенного охлаждения сварочный шов зачищается на один уровень с поверхностью основного металла. Зачистку производят на обдирочно шлифовальном станке с гибким валом.

Заваривание трещин производится электродуговой сваркой с использованием постоянного тока обратной полярности. Для работы используются электроды с покрытием, которое состоит из флюса №4-65% по весу и 35% криолита. Толщина покрытия должна составлять 0,7 – 1,0 мм на одну сторону. Диаметр электрода должен составлять 4 миллиметра, а сила тока 100 Ампер.

Как самому заварить алюминиевый блок двигателя

В статье мы можем увидеть несколько повреждений блока цилиндров из алюминиевых сплавов в автомобиле. Из них можно увидеть, как в отдельных случаях производятся восстановительные работы цилиндрического блока.

Повреждение блока цилиндров двигателя ЗМЗ-24

Повреждение заключается в трещине наружной рубашки охлаждения на углу блока. Одним концом она выходит к отверстию резьбы под шпильку крепления головки.

Техническими требованиями к свариванию является обеспечение прочности и герметичности сварочного соединения.

Наиболее целесообразным решением будет устранение повреждения с помощью аргонодуговой сварки. Вдоль трещины требуется разделать канавку и зачистить поверхность металла до полного снятия оксидной пленки, то есть перед свариванием должен появиться полностью чистый металл. Непосредственно перед началом сваривания вокруг трещины требуется произвести ее подогрев до температуры 250 – 280 градусов по Цельсию. Данную операцию можно осуществить с использованием пламени газовой горелки, на которой установлен наконечник номер 4 или номер 5. До требуемой температуры металл можно разогреть за 1,5 – 2 минуты. Чтобы предупредить возможное коробление металла под гильзу цилиндра в отверстие вставляется технологическая гильза.

Для сваривания применяется горелка номер 2, в которой установлен вольфрамовый электрод диаметром 5 – 6 миллиметров. Процесс сваривания ведется при силе тока 240 – 280 Ампер. Трещину можно заварить с любого конца, но лучше всего начинать сваривание от резьбового отверстия и после этого перейти на боковую поверхность блока.

Возможное образование пор в металле шва является следствием попадания в сварочную ванну накипей засасываемых с внутренней полости блока. Шов, в составе которого присутствуют поры, требуется переплавить без добавки присадочного материала. При этом горелке придаются серповидные движения поперек шва или петлеобразные движения перпендикулярно плоскости.

Окончив сваривание блока цилиндров, место проведения сварочных работ требуется накрыть асбестом для медленного охлаждения металла, таким образом, избегая резкого перепада температур. Для того чтобы полностью убедиться в герметичности сварочного соединения, блок цилиндров следует опрессовывать на гидравлическом стенде, воздействуя на него под давлением 0,3 — ,4 МПа.

В данном случае было произведено восстановление блока цилиндров до возобновления всех его рабочих функций. Для работы потребовалось использование аргонодуговой сварки, а также умение и опыт сварщика, которые являются незаменимым инструментом при проведении любых сварочных работ. Из данного примера можно увидеть, что сваривание блока цилиндров является не столь сложной работой, однако она требует внимательности и старания, благодаря чему сварочный шов станет прочным и долговечным.

Ремонтируем блок цилиндров ч.6 – клей вместо сварки

(публикуется в сокращении)

АЛЕКСАНДР ХРУЛЕВ, кандидат технических наук?

«Упустил масло» — так описал свой случай один из водителей. Упустил — значит, не проверил вовремя. И мотор остался без масла. Последствия понятны: «застучал» шатунный вкладыш. Кончилось тем, что шатун оборвался и, попав между коленвалом и стенкой блока, пробил в блоке цилиндров хорошую дыру.

Такой блок, конечно, надо менять. Но он стоит денег, и немалых. Так что варианты хоть и есть, но реальный выход из положения они обеспечивают далеко не всегда.

А если все-таки блок не менять? Попробовать его отремонтировать? Что ж, дело хорошее, только непростое, требующее знаний и некоторого опыта.

Варить или не варить?

Принципиально можно отремонтировать блок цилиндров с любыми повреждениями. Весь вопрос в том, насколько это экономически оправданно.

Конечно же, прежде чем начинать исправление таких сложных повреждений, как пробоины, необходимо наметить технологию ремонта. Самый важный вопрос — каким способом заделывать пробоину. От этого зависит и трудоемкость работы, и потребность в специальном оборудовании и инструменте, и в конечном счете — надежность двигателя после ремонта.

Традиционным способом ремонта пробоин в блоке цилиндров считается сварка. Однако просто взять и заварить пробоину трудно. Локальный нагрев в зоне сварочного шва всегда приводит к возникновению больших напряжений при остывании блока. А это опасно — могут образоваться трещины. Но даже если обойдется без трещин, сильный нагрев все равно даром не пройдет, и после остывания блок может оказаться деформированным.

Конечно, результат сильно зависит от квалификации сварщика и используемого оборудования. Например, если перед сваркой блок подогреть, а после — медленно охладить, то напряжения будут заметно снижены. Значит, и деформации уменьшатся, и трещины, скорее всего, не появятся. Правда, такой процесс требует специальной печи, а это уже не так дешево. Кстати, хорошее сварочное оборудование тоже не отличается дешевизной. У сварки есть и другие недостатки, связанные с материалами, из которых изготавливаются блоки цилиндров. Так, легирующие элементы, присутствующие в металле, нередко мешают получению качественного сварного шва.

Когда пробоина заварена, прочность и жесткость блока, нарушенные в результате поломки, будут восстановлены. Но это вовсе не значит, что отремонтированный блок обретет былую герметичность. Ее обязательно нужно проверять — и при необходимости дополнительно герметизировать шов, например, с помощью различных клеевых композиций.

Вот и получается, что во многих случаях сварка — довольно сложный и не самый удачный способ ремонта. А какой лучше? Однозначно не ответить, но альтернатива сварке все же есть.

Как заклеить пробоину

Итак, применяемая технология должна быть доступной и недорогой, то есть не требовать дорогостоящего оборудования, инструмента и материалов; она должна выполняться персоналом средней квалификации и обеспечивать высокую надежность двигателя после ремонта. Всем перечисленным требованиям вполне удовлетворяет способ ремонта с помощью клеевых композиций.

Вы удивлены? Напрасно. Технология клейки блоков давно проверена и успешно применяется рядом специализированных мастерских по ремонту двигателей.

Любую клеевую композицию, как и сварку, нельзя применять просто так, что называется, в лоб. Надо обязательно соблюдать требования, которые уже достаточно хорошо отработаны. Коротко сформулируем задачу: надо заделать пробоину в блоке, обеспечив высокую прочность и герметичность стенки после ремонта. Решение ее доступно любой мастерской или СТО.

Начинать, как и всегда, надо с подготовки. Необходимо тщательно зачистить поверхность вокруг пробоины (и внутри, и снаружи блока) на ширину 20-25 мм. Далее следует вырезать и подогнать накладки из листовой стали толщиной 0,7-0,8 мм. Для того, чтобы с нахлестом 15-20 мм закрыть пробоину с двух сторон — изнутри и снаружи. Поскольку форма накладок, скорее всего, получится сложной, повторяющей «рельеф» поверхности блока, вначале лучше сделать картонные шаблоны, а уже затем по ним вырезать накладки.

Накладки подгоняют по месту, обстукивая молотком так, чтобы обеспечить их точное прилегание к блоку. Там, где есть полное прилегание, размечаются и сверлятся отверстия. Для этого накладка прижимается к блоку, и сверлом 5,0-5,2 мм делаются сквозные сверления через накладку в стенке блока. Отверстия должны располагаться равномерно по контуру пробоины с шагом 40-50 мм. Отверстия в накладках рассверливаются до 6,5 мм, а в отверстиях блока нарезается резьба М6. Там, где стенки блока достаточно тонкие (менее 8-10 мм), можно рассверлить отверстия в блоке до 6,5 мм, чтобы затем одним болтом притянуть обе накладки — и снаружи, и изнутри.

Нелишним будет предварительно собрать конструкцию — поставить и затянуть все болты, чтобы проконтролировать, как встают накладки на блок и заворачиваются болты. Осталось тщательно зачистить поверхности накладок, все обезжирить ацетоном и приступить к финальной стадии ремонта — нанесению клеевой композиции. А что наносить?

Действительно, широко распространенная в прошлом эпоксидная смола сегодня не годится. Например, без наполнителя она вытечет из зазоров между накладками и блоком. Без пластификатора тоже ничего не получится — затвердевшая смола треснет, поскольку блок цилиндров постоянно испытывает циклы нагрева-охлаждения, приводящие к опасным для смолы напряжениям.

Более удачны композиции типа «холодной сварки». Основа у них, как правило, та же, эпоксидная, но свойства за счет добавок лучше — и прочность, и пластичность, и адгезия. Некоторые из этих материалов выдерживают высокие температуры — до 250-3000С, что для двигателя не будет лишним.

Но мы из имеющихся вариантов выбрали композицию американской фирмы Belzona.

Для ремонта чугунных деталей в программе фирмы имеются композиции с мелкой чугунной крошкой, идеально подходящие для блоков цилиндров. Ну и, конечно, многолетний опыт использования этих композиций для ремонта блоков — он тоже немалого стоит. Единственный, по нашему мнению, недостаток материалов Belzona — сравнительно высокая цена (более 100 долл. США за килограмм).

Смешав компоненты в необходимой пропорции (1:3 по объему), наносим их на стенку блока по контуру пробоины и прижимаем одну из накладок. После этого пробоина заполняется композицией и устанавливается вторая накладка. Между накладками должно оказаться столько композиции, чтобы при затягивании болтов часть ее выдавилась по всему контуру накладок.

Когда композиция отвердеет, останется только срезать выступающую часть болтов (из эстетических соображений или если они чему-нибудь мешают) и покрасить блок.?

Примеры восстановления деталей из алюминиевых сплавов

Автор: admin on 28 октября 2016

трещина в наружной стенке рубашки охлаждения на углу блока, выходящая одним концом к резьбовому отверстию под шпильку крепления головки. Технические требования: должна быть обеспечена прочность и герметичность соединения.

Повреждение наиболее целесообразно устранять аргонно-дуговой сваркой. Вдоль трещины разделывают канавку и зачищают поверхность до снятия окисной пленки, т.е. до появления чистого металла Перед сваркой зону вокруг трещины подогревают до температуры 250-280°С. Эту операцию осуществляют пламенем газовой горелки, на которую установлен наконечник №№ 4 или 5. До требуемой температуры металл прогревается в течение 1,5-2 мин. Для предупреждения возможного коробления поясков блока под гильзу цилиндра в отверстие вставляют технологическую гильзу.

Для сварки применяют горелку №2, в которую установлен вольфрамовый электрод диаметром 5-6 мм. Процесс сварки ведут при силе сварочного тока 240-280 А. Трещину можно заваривать с любого конца, но лучше начать от резьбового отверстия, затем перейти на боковую поверхность блока.

Возникновение пор в металле шва является следствием попадания в сварочную ванну накипи засасываемой с внутренней полости блока. Шов, в котором имеются поры, необходимо переплавить без добавления присадочного металла. Горелке при этом придают серповидные движения поперек шва либо петлеобразные движения перпендикулярно к плоскости.

По окончании сварки блок цилиндров в месте сварки накрывают листовым асбестом для медленного охлаждения металла. Для того чтобы убедиться в герметичности сварного соединения, блок цилиндров опрессовывают на гидравлическом стенде под давлением 0,3-0,4 МПа.

Картер сцепления двигателя ЗМЗ-53

облом фланца крепления картера к блоку цилиндров. Технические требования: должна быть обеспечена прочность соединения.

Повреждение может быть устранено несколькими способами, в том числе ручной электродуговой сваркой. При этом качество сварного соединения будет несколько ниже, чем при сварке любым другим способом, но выше производительность.

Прежде всего необходимо подогнать по месту и закрепить обломанную часть. Если она не сохранилась, то ее выпиливают из листового алюминиевого сплава АМг толщиной 8 мм, либо от выбракованного картера сцепления. В месте стыковки обломанной части и картера делают скосы кромок с двух сторон. После этого обломанную часть прижимают к картеру, прихватывают ее в двух точках, затем со всех сторон приваривают. Сварку ведут электродом ОЗА-2 диаметром 5 мм при силе сварочного тока 180-200 А. Шов затем зачищают до уровня с основной поверхностью.

Головка блока цилиндров двгателя ГАЗ-51

срыв резьбы в отверстии под свечу зажигания. Технические требования: способ восстановления должен обеспечить получение резьбы номинального размера.

Головку блока с указанным дефектом можно восстановить несколькими способами: постановкой резьбовой спиральной вставки, постановкой резьбового ввертыша с номинальной резьбой, заваркой отверстия аргонно-дуговой сваркой и газовой сваркой. Наиболее трудоемким из этих способов является газовая сварка. Пример восстановления головки блока газовой сваркой дается лишь потому, что пока далеко не на всех предприятиях внедрена аргонно-дуговая сварка и процесс восстановления деталей спиральными вставками. В то же время газовая сварка, как один из старейших способов соединения металлов, имеется почти на каждом ремонтном предприятии.

Перед сваркой дефектное отверстие необходимо соответствующим образом подготовить: рассверлить до полного удаления старой резьбы и зенкеровать гнездо для шайбы под свечу зажигания. Эти операции можно выполнить одним приемом при помощи сверла-зенкера. Режущая часть этого инструмента для сверления отверстия имеет диаметр 19 мм, а зенкерная часть — 28 мм.

Затем головку цилиндров подогревают в электропечи до температуры 280-300°С и, вынув ее из печи, устанавливают на рабочем столе на специальную подставку разъемом вниз. На подставке имеются выступающие заглушки, которые закрывают нижнюю часть свечного отверстия головки.

Заварку дефектного отверстия осуществляют горелкой с наконечником №5. Пламя регулируют на расход ацетилена приблизительно 750 л/ч; оно должно быть «мягким», с небольшим избытком ацетилена. Разогрев металла осуществляют восстановительной зоной пламени круговыми движениями горелки по периметру отверстия. Как только на металле начинают появляться мелкие складочки, к пламени подводят присадочный пруток и нагревают его конец. Затем пруток окунают в банку с разведенным флюсом ЛФ-4А и доставляют его к месту сварки. Концом прутка разрушают на поверхности металла окисную пленку и тут же сплавляют с прутка несколько капель, смешивая их с освободившимся от пленки основным металлом. Периодически к месту сварки доставляют флюс и снимают скребком всплывающие окислы и неметаллические включения.

После полной заплавки отверстия круговыми движениями горелки выравнивают наплавленный металл, затем переворачивают головку цилиндров плоскостью разъема вверх, подогревают обратную сторону наплавки, снимают скребком окислы и загрязнения, добавляют несколько капель присадочного металла и подравнивают наплавленную поверхность, придавая ей форму поверхности камеры сгорания в данном месте.

Сразу же после сварки поверхности наплавленного металла с обеих сторон смачивают теплой водой и стальной щеткой счищают остатки флюса. Поверхность после этого должна быть чистой и без желтизны (признаки наличия остатков прореагировавшего флюса).

Затем деталь медленно охлаждают, положив ее в ящик с песком или закрыв листовым асбестом. Затем по кондуктору сверлят отверстие диаметром 16,3 мм, делают зенкером площадку под шайбу свечи зажигания и нарезают метчиками М 18*1,5 резьбу номинального размера.

Блок цилиндров двигателя ЗМЗ-24

трещина в перемычке между цилиндрами. Технические требования: должна быть обеспечена прочность, герметичность и высокая противокоррозионная стойкость сварного соединения.

Наиболее целесообразно трещину заварить аргонно-дуговой сваркой, так как именно этот способ обеспечивает локальный нагрев места расположения дефекта и более высокое качество сварного соединения.

Канавку вдоль трещины выбирают прорезным шлифовальным кругом. Перед сваркой, пламенем газовой горелки подогревают зону трещины и пояски для посадки гильз приблизительно до температуры 250-280°С. Затем с двух сторон заваривают трещину, особо обращая внимание на то, чтобы не было подрезов шва. После сварки блок укрывают асбестом для медленного охлаждения, затем подвергают механической обработке на расточном станке.

Блок цилиндров двигателя ЗМЗ-24

коррозия нижнего посадочного пояска под гильзу цилиндра. Технические требования: должна быть обеспечена точность сопряжения гильзы и блока.

Ремонт целесообразно выполнить размерным калиброванием эпоксидной композицией. Сначала в блоке цилиндров прочищают от накипи верхний и нижний посадочные пояски под гильзу. Это лучше всего сделать специальной оправкой, в которую вмонтированы резцы, выставленные под диаметр верхнего и нижнего поясков блока. Зачищенные до блеска пояски затем протирают растворителем и после его испарения на поверхность нижнего пояска наносят тонкий слой (до 1 мм) эпоксидной композиции. Затем калибрующую оправку смазывают тонким слоем жидкого минерального масла, вставляют ее на место гильзы и прижимают так, чтобы верхний упорный буртик оправки был плотно прижат к верхнему пояску блока под гильзу. После отверждения эпоксидной композиции (приблизительно через сутки) калибровочную оправку извлекают из блока и очищают от излишней выдавившейся композиции.

При устранении данного повреждения применяют эпоксидную композицию, наполненную алюминиевой пудрой. Вместо полиэтиленполиамина можно применить отвердитель АФ-2. В этом случае калибрование рекомендуется проводить приблизительно через 1-2 ч после введения отвердителя в композицию и нанесения ее на поверхность. Отверждение эпоксидной композиции, в которую введен отвердитель АФ-2, проводят при температуре 20°С в течение 8 часов или 2 часов при 80°С.

Источник