Ремонт алюминиевых деталей сварка

Ремонт алюминиевого кузова

Многие производители используют алюминий для изготовления кузова автомобиля, а так же для изготовления отдельных его элементов и деталей. Алюминиевые детали, в отличие от стальных, не подвергаются коррозии. Алюминий легче, чем сталь. Его использование в конструкции позволяет значительно снизить общую массу автомобиля. Однако ремонт деталей из алюминия отличается от ремонта обычных стальных деталей.

Характеристики алюминия

Алюминий, используемый для изготовления кузовных деталей, может иметь различную степень твердости. От очень мягкого и пластичного, до настолько твердого, что при деформации ломается. Это определяется конструкционными особенностями данной детали.

В отличие от стальных деталей, детали из алюминия не стремятся вернуться к своему первоначальному состоянию после деформации.

При нагревании алюминий становится более мягким и эластичным. Он теряет жесткость при температуре 300 °C, а при температуре 640 °C плавится.

Алюминий значительно быстрее нагревается и остывает относительно стали. Не краснеет перед плавлением.

При попадании на алюминий частичек стали, может возникнуть гальваническая коррозия алюминия. Что бы этого не случилось, необходимо использовать специально предназначенные для ремонта инструменты.

Инструмент, используемый для ремонта повреждений алюминиевых деталей

Как правило, для ремонта алюминиевых деталей используются молотки, контропоры, гладилки, подставки и другие инструменты, сделанные из алюминия, титана или пластика. Так же могут использоваться инструменты, изготовленные из нержавеющей стали. Некоторые инструменты из стали, подвергающиеся специальной обработке, так же могут использоваться при ремонте алюминиевых деталей. При этом нет никакого риска дальнейшей гальванической коррозии.

Сварка алюминия

При сварке алюминия, необходимо учитывать его свойство быстро нагреваться. Постоянный контроль процесса сваривания деталей, позволит избежать перегрева и прожога в сопрягаемых областях. Для сварки алюминия используют аргонно-дуговую сварку.

Исправление вмятин на алюминиевых деталях

Перед тем как начать исправлять вмятину, необходимо разогреть поврежденную область. Как только алюминий потеряет свою жесткость можно начать выравнивать повреждение. Пытаясь выпрямить вмятину на холодную, можно порвать деталь в районе воздействия.

Замена алюминиевых деталей

Для ремонта автомобилей из алюминия необходимо знать, что многие детали соединяются между собой не только при помощи сварки. Некоторые соединения осуществляются при помощи клея и специальных заклепок. В процессе замены кузовных деталей, необходимо использовать такое же соединение, которое использовалось до демонтажа данного элемента.

Заключение

Алюминий не совместим со сталью. Осуществляя ремонт алюминиевых деталей необходимо избегать попадания на него частичек стали. В противном случае может начаться гальваническая коррозия алюминия.

Для ремонта алюминиевых деталей используют специальный инструмент.

Для исправления деформированных элементов необходимо нагревать поврежденные участки до 300 °C.

Для соединения алюминиевых деталей используют аргонно-дуговую сварку и соединение с помощью заклепок и клея.

Источник

Холодная сварка для алюминия – разновидности, советы по применению

Холодная сварка для алюминия может быть применена в тех ситуациях, когда нет возможности использовать электродуговую сварку в среде защитного газа. Данная методика актуальна применительно к алюминию еще и по той причине, что заготовки из данного металла очень плохо соединяются при помощи болтов и гаек. Под понятием «холодная сварка алюминия» может подразумеваться и способ соединения деталей из данного металла при помощи деформации, и технология, предполагающая использование специального клея.

Под «холодной сваркой» чаще всего подразумевают специальный клей, но существуют еще и механические методы холодной сварки — сварка деформацией

Холодная сварка деталей из алюминия при помощи специального клея

Холодная сварка деталей из алюминия, выполняемая при помощи специального клеевого состава, – это технология, позволяющая очень быстро и без особой подготовки поверхностей получить неразъемное соединение. Очень часто данную методику используют в тех случаях, когда необходимо устранить аварийную ситуацию и оперативно соединить алюминиевые детали. Естественно, простота данной технологии позволяет использовать ее чаще всего в домашних условиях.

Клей для скрепления алюминиевых деталей методом холодной сварки

Специальный состав, который применяется для выполнения такой сварки, – это двухкомпонентный клей, выпускаемый в виде мастики или густой жидкости. Состоит такой клей (его можно приобрести практически в любом хозяйственном магазине) из эпоксидной смолы и стального порошка, который служит для упрочнения формируемого соединения.

Чтобы улучшить характеристики клеевого состава для холодной сварки (адгезия с соединяемыми поверхностями, устойчивость к высоким температурам и к воздействию агрессивных сред), в его состав добавляют специальные присадки. Благодаря их использованию свойства застывшего клеевого состава часто превосходят характеристики соединяемых деталей по своей прочности и надежности.

Использование двухкомпонентного клея для фиксации штуцера в трубе из алюминиевого сплава

Любой клей для выполнения холодной сварки – как жидкий, так и в виде мастики – состоит из двух компонентов, которые необходимо смешать непосредственно перед использованием. Следует иметь в виду, что применить смешанный состав необходимо в течение 20–30 минут (спустя полчаса он начинает активно затвердевать). После нанесения на поверхности деталей из алюминия клеевого состава их необходимо прижать друг к другу и выдержать в таком состоянии 40–45 минут. Полное застывание состава происходит в течение 2–2,5 часов.

Чтобы в производственных или домашних условиях получить надежное соединение при использовании клея для холодной сварки, необходимо предварительно очистить и обезжирить соединяемые поверхности. При помощи данного метода можно не только соединить плоские заготовки из алюминия, но и заварить небольшие отверстия и трещины, потратив на это минимум времени и усилий. Соединенные при помощи клея для холодной сварки детали хорошо переносят любые механические воздействия, кроме нагрузок на разрыв.

Ремонт холодной сваркой пробитого поддона картера автомобиля

Применение данного метода холодной сварки алюминия позволяет получить прочные и надежные соединения, но имеет ряд ограничений, о которых необходимо знать.

Так, клей не рекомендуется использовать:

• в местах, характеризующихся высокими температурами;
• в тех местах, к которым предъявляются повышенные требования по экологической безопасности;
• для соединения деталей, условия эксплуатации которых часто изменяются;
• для герметизации сосудов и емкостей, находящихся под высоким давлением;
• для соединения деталей, эксплуатируемых в условиях агрессивной окружающей среды;
• для герметизации труб и сосудов, контактирующих с жидкими пищевыми средами и продуктами питания.

Следует также отметить и преимущества применения клея для холодной сварки, которые делают его очень популярным средством соединения деталей из алюминия:

• исключение окислительных процессов в месте стыка заготовок, что придает долговечности такому соединению;
• простота использования;
• минимум времени, необходимого для формирования неразъемного соединения;
• невысокая цена состава и отсутствие необходимости в использовании специального оборудования и энергоносителей.

Небольшой обзор распространенных на отечественном рынке составов для холодной сварки, основанный на отзывах людей, применявших их на практике.

1. «PERMATEX Cold Weld»
   Эффективный и весьма универсальный клей, допускающий применение с различными материалами. Отлично выдержал нагрузки на отрыв и на сдвиг в ходе испытаний.
2. «WURTH Liquid»
   Великолепно подходит для работы с металлическими деталями.
3. «Abro Steel»
   Хорошо подойдет для ремонта емкостей для хранения жидкостей благодаря высокой способности обеспечивать герметичность.
4. «Титан»
   Доступная цена, отменное противодействие механическим нагрузкам.
5. «Cold Weld PERMATEX»
   Довольно популярный состав, заслуживший немало положительных отзывов.

Сварка деформацией – особенности технологии

Детали из алюминия по данной технологии соединяют при комнатной температуре, отсюда и название – «холодная сварка». Для того чтобы получить неразъемное соединение, заготовки подвергают значительной пластической деформации, в результате которой происходит разрушение оксидной пленки на поверхности алюминия. Кроме того, сильное сдавливание деталей из алюминия друг с другом в процессе холодной сварки способствует тому, что между их кристаллическими решетками создаются межмолекулярные связи.

Важным условием формированием надежного соединения, получаемого по технологии холодной сварки, является тщательная очистка поверхностей заготовок и их обезжиривание. Давление, которое воздействует на соединяемые детали из алюминия, может быть статичным или с переменной вибрацией.

В зависимости от типа формируемого соединения различают холодную сварку следующих видов:

Стыковой метод

Детали из алюминия при использовании данного метода холодной сварки соединяются своими торцевыми частями, которые предварительно тщательно очищают и обезжиривают. Для того чтобы выполнить соединение по этой методике, заготовки фиксируют в специальных губках с небольшим выпуском торцевых частей, которые и будут подвергаться сдавливанию. После того как детали надежно зафиксированы, на зажимные губки подается осевое давление, которое и сжимает торцевые части соединяемых заготовок, что сопровождается формированием надежного неразъемного соединения.

Схема стыковой холодной сварки деформацией

Данный способ холодной сварки, несмотря на свою простоту, имеет ряд существенных недостатков и ограничений в применении.

• Габариты зажимных устройств, используемых для выполнения такой сварки, ограничивают длину формируемого соединения.
• При сжатии деталей из алюминия пластической деформации подвергаются не только соединяемые торцы, но и та часть, которая зажата в губках.
• После получения неразъемного соединения заготовки достаточно трудно извлекаются из зажимных губок.

Точечная технология

Данная технология, предполагающая соединение деталей из алюминия внахлест, является наиболее распространенным методом холодной сварки этого металла. Соединяемые заготовки сдавливаются в отдельных сварных точках, для чего используется специальный пуансон. По данной технологии детали преимущественно соединяют несколькими сварными точками, расположенными с некоторым интервалом друг относительно друга.

Схема холодной точечной сварки

Качество холодной сварки, выполняемой по точечной технологии, напрямую зависит от степени деформации алюминия в области сварной точки. В числовом выражении данный параметр характеризует соотношение между толщиной соединяемых деталей и глубиной, на которую в металл вдавливается пуансон. Существуют нормативы, согласно которым данный параметр для алюминия должен составлять 60–70%, а для сплавов на основе данного металла – 75–90%.

Точечная холодная сварка, с помощью которой можно соединять достаточно габаритные листы из алюминия и сплавов на основе данного металла, обладает рядом преимуществ.

• Соединяемые детали не нуждаются в предварительной фиксации в специальных зажимных устройствах.
• Алюминий деформируется на очень небольших локальных участках – сварных точках.

При наличии механического устройства, способного создавать значительное давление, холодную сварку по данной технологии можно выполнять и в домашних условиях.

Шовный способ

При использовании данного способа холодной сварки место соединения заготовок из алюминия приобретает форму сплошного шва, который формируется при помощи вращающихся роликов или пуансона с рабочей частью в форме кольца.

Схема шовного метода холодной сварки

Предварительно очищенные и обезжиренные детали из алюминия, которые необходимо соединить при помощи холодной шовной сварки, помещают между одним подвижным и одним неподвижным роликами (односторонняя сварка), либо между двумя подвижными роликами (двухсторонняя сварка). После сдавливания роликов и металла под ними на требуемую глубину подвижные ролики начинают вращаться, что приводит к перемещению соединяемых заготовок и формированию сплошного шва.

Процесс контактной шовной сварки на промышленном аппарате

Использование данной технологии позволяет заварить даже очень габаритные листы из алюминия, но наличие сплошного вдавленного в металл шва серьезно ослабляет конструкцию. Именно по этой причине, когда необходимо соединить холодной сваркой плоские листовые конструкции из алюминия, используют шовно-точечную технологию.

Она подразумевает получение соединения при помощи вращающегося ролика, на котором расположены рабочие выступы, оказывающие давление на свариваемый металл. Шов в таком случае выглядит не как сплошная линия, а как прерывистая цепочка сварных точек, которые очень незначительно ослабляют конструкцию.

Источник

Особенности восстановления деталей из алюминиевых сплавов сваркой

Блоки и головки цилиндров многих автомобилей отливают из алюминиевых кремнистых сплавов.

Термическая обработка таких деталей из силумина заключается в закалке при +535 о C с выдержкой в течение 2-5 часов в зависимости от массивности и старения при t=175 о C с выдержкой в течение 12 часов.

Сварка алюминиевых деталей затруднена по ряду причин. Резкая окисляемость алюминия приводит к образованию на его поверхности тугоплавкой пленки окисла AlO₃ имеющей температуру плавления 2050 о C.

Плотная оксидная пленка на поверхности основного наплавляемого металла препятствует сплавлению и загрязняет шов окислами.

Высокий коэффициент химического расширения и большая усадка при остывании способствует образованию трещин по шву или околошовной зоне. А большая растворимость в расплавленном металле водорода способствует образованию пористости.

Трудность определения начала плавления алюминия, не изменяющего своего цвета при нагревании, и большая жидкотекучесть в расплавленном состоянии затрудняет сварку.

Сварку таких деталей осуществляют различными способами.

Для блоков и головок цилиндров в качестве основного способа рекомендуют электродуговую сварку электродами на постоянном токе при обратной полярности.

Другим способом является сварка наплавляющимся вольфрамовым электродом в среде аргона на установках для ручной аргоно-дуговой сварки алюминия и его сплавов.

Ацетилено-кислородная сварка нейтральным пламенем алюминиевых деталей ведется под слоем флюса, присадочным материалом, того же состава, что и основной металл.

Мощность пламени горелки выбирают из расчета 100-120 л/час на 1 мм толщины металла.

При всех способах сварки, детали из силумина подогревают до 200-250 о C, что позволяет избегать коробление деталей и образование трещин.

После сварки детали подвергают низкотемпературному отжигу при 300-350 ___ с целью снятия внутренних напряжений и улучшению структуры наплавленного металла.

Защита расплавленного металла от вредного действия кислорода и азота при определенном виде сварки осуществляется струей углекислого газа, которая при выходе из сопла газовой горелки оттесняет от зоны сварки воздух. В зависимости от применяемого электрода различают сварку плавящимися и неплавящимися электродами.

Углекислый газ получается из жидкой углекислоты при нормальных условиях температуры t=0 давление 760 мм рт. ст. При испарении 1 кг углекислоты образуется 509 литров углекислого газа.

Влияние углекислого газа на качество сварного шва двойное:

С одной стороны газ защищает расплавленный металл от кислорода и азота воздуха, с другой разлагается при высокой температуры дуги на окись кислорода и углерода и проявляет окислительные процессы.

Устранение этого осуществляется расплавлением металла шва или удалением окислов из сварочной ванны.

Для раскисления применяют сварочную проволоку с повышенным содержанием марганца и кремния. Содержание кремния не менее 0,6 %, марганца — не менее 0,9%.

Марганец и кремний имея большее родство к кислороду , чем железо отнимает кислород от закиси железа FeO и сам подвергается окислению.

Окислы кремния и марганца не растворяются в жидком металле и вступают во взаимодействие друг с другом, образуют легкоплавкое соединение, которое всплывает на поверхности в виде шлака, удаляемого из шва.

Кроме того кремний и марганец восполняют убыль легирующих элементов вследствие их выгорания.

Сварка в среде углекислого газа производится на постоянном токе при обратной полярности.

Полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа особенно выгодна для механизации сварочных работ при ремонте кузовов авто.

Наплавкой в среде углекислого газа можно восстанавливать детали с небольшими диаметральными размерами с нанесением слоя металла толщиной 0,8-1 мм.

Наплавка производится как наложение валиков по винтовой линии для цилиндров, так и продольными валиками при восстановлении плоскостей и цилиндров.

Для уменьшения толщины наплавленного металла и припусков на механическую обработку, а также теплового воздействия дуги, необходимо применять проволоку минимального диаметра.

Вследствие небольших износов обычно применяются однослойные наплавки на режимах. Ориентировочно режимы можно принять след:

— диаметр детали 20-40 мм. 70-90 мм

— диаметр проволоки 0,8 -1 мм. 1,4 – 1,6 мм.

— сила тока 90 -140 А 175-195 А

— скорость наплавки 30-60 м/ч 60-80 м/ч

— напряжение 18-19 В. 20-22 В

Кроме наплавки в среде углекислого газа восстановление деталей можно вести и в других защитных средах: аргоне, смеси аргона с углекислым газом и среде водяного пара.

Механические свойства наплавленного металла в среде аргона Ar и смеси СО₂особенно усталостная прочность и ударная вязкость значительно превосходят эти свойства наплавки в среде СО₂.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Источник