Сварка чугуна блока цилиндров

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.

Свариваемость чугуна и другие свойства

Сварка чугунного блока

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.

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.

Метод применяется для заделки трещин в труднодоступных местах. В кожухе делаются специальные отверстия для заделки дефектов. Разогрев осуществляется медленно, так как резкий перепад температуры ухудшает качество чугуна.

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.

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.

Читать еще: Попал антифриз в двигатель что делать?

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.

Восстановление и ремонт деталей оборудования и запорной арматуры из чугуна с помощью электросварки

Опубликовано Эксперт в 28.01.2021 28.01.2021

Как можно сваривать чугун на работе и в домашних условиях

При ремонте оборудования наверняка сталкивались с проблемой поломки чугунных деталей- лапы электродвигателей, чугунные фланцы или корпуса механизмов станков и оборудования, дефектов в виде трещин в корпусах из чугуна. Каких только методов сварки чугуна не придумывали гаражные умельцы и специалисты производства.

В первую очередь многие мастера и сварщики действуют методом “тыка” не понимая свойств и разницы между чугуном и сталью, которая как правило неплохо сваривается. “Ютюберы” выкладывают свои “полезные” видео по сварке чугуна, выдавая часто технически не верные советы. Казалось бы, чугун и сталь — это металлы на основе железа и углерода, в чем же отличия? Обратимся к справочникам:

Сталь и чугун, что общего и в чем отличия

Сталь(от нем.Stahl) — сплав железа с углеродом (и другими элементами), содержащий не менее 45 % железа и в котором содержание углерода находится в диапазоне от 0,02 до 2,14 %, причём содержанию от 0,6 % до 2,14 % соответствует высокоуглеродистая сталь.

Чугу́н— сплав железа с углеродом (и другими элементами), в котором содержание углерода не менее 2,14 % (точка предельной растворимости углерода в аустените на диаграмме состояний)

Из справочника понятно, что чугун по сравнению со сталью перенасыщен углеродом (он же графит) и потому углерод в сплаве с железом более 2,14% образует пористую структуру с вкраплениями графита. Детали из чугуна впитывают в себя масла и это свойство используется в подшипниках скольжения, но сварка таких деталей требует специальных технологий. Чугунные изделия,при работе в средах с высокими температурами (термин “горелый чугун”) сварить практически невозможно из-за образования окислов кремния и углерода.

Чугун при нагреве, в отличии от стали не бывает пластичен, он может быть либо твердым, либо жидким (как лед). Проблемы с трещинами возникают при его остывании из-за возникновения больших термических напряжений между швом и основным металлом металлом.

Способы ручной дуговой электросварки сварки чугунных изделий при ремонте оборудования.

В первую очередь необходимо понимать:

Какой марки чугун (серый, ковкий, с шаровидным графитом и т.д.) и с чем мы хотим его сварить.
Что за нагрузки будет нести свариваемая деталь.
Сколько средства мы готовы потратить для восстановления детали и стоит ли шкурка выделки.
Как правильно произвести разделку шва и очистку от вредных примесей.

Горячая сварка чугуна

Применяется для ответственных деталей, когда требуется сохранить состав и прочность сварного шва. При такой сварке деталь медленно прогревается (не более 100°C. в час) до 700°C.Сварка производится с широкой разделкой угольными электродами толщиной 8 и более мм и только в нижнем положении. После сварки требуется очень медленное охлаждение (не более 50°C в час) Нагрев и охлаждение таких деталей осуществляется на специальном оборудовании с программированием режимов нагрева и остывания.

Полугорячая сварка чугуна

Применяется для менее ответственных деталей и производится с предварительным и сопутствующим подогревом 300-350°C. Варится малоуглеродистыми стальными электродами с добавлением легирующих элементов (например электроды по нержавеющей стали с большим содержанием никеля). Для присадки добавляют чугунный пруток.

Холодная сварка чугуна с применением электродов из биметаллов .

Сегодня для сварки чугуна с чугуном и чугуна со сталью применяют специальные биметаллические электроды. В состав таких электродов входит никель, обеспечивающий наибольшую пластичность и меньшие внутренние напряжения при строгом соблюдении технологии сварки. Для выбора типа электродов надо знать какой тип чугуна (или чугуна со сталью) свариваем, сколько проходов необходимо будет сделать. Для различных вариантов сварки чугуна такие фирмы как ESAB, ZELLER, UTP, выпускают электроды для холодной сварки с графито- базовым покрытием.

Читать еще: Масло с моющими свойствами какое лучше?

Из личной практики ремонта, могу сказать, что, к примеру, электродами Zeller855 можно сваривать любой чугун и чугун со сталью даже с присутствием масла в деталях. Конечно же по возможности масло нужно предварительно максимально удалять. Лучшие результаты для ремонта трещин нагруженных деталей получаются при добавлении в шов стальных прутков. В России более популярны электроды ESAB марок ОК 92.18, ОК 92.58, ОК 92.60, ОК 92.78

Особенности технологии сварки чугуна .

“U” образная разделка сварочного шва или деталей для сварки. Угол разделки 60-70°- острые углы не допускаются.
Для очистки от масла можно использовать специальные разделочные электроды, которые выжигают масло и убирают влагу.
Обязательно хорошо зачистить поверхности шлифовальной машинкой.
Если это заварка трещины, то необходимо засверлить её на концах сверлом 3-4мм.
Сварку производить по “обратноступенчатой” технологии (от середины к краям) варить короткими проходами по 2-3 см на минимальной дуге.
Электрод надо вести медленно, с небольшими поперечными колебаниями.
При сварки производить постоянный контроль температуры детали, которая не должна превышать 80°.
Наплавленный валик (2-3 см) (пока имеет малиновый цвет) необходимо проковать(обстучать) зубилом с скругленным бойком, для снятия внутренних напряжений(термоусадочных).
Важно! Удары при проковке наносились не перпендикулярно наплавленному валику, а с оттяжкой вдоль оси валика от его конца к началу. Такая технология проковки снижает вероятность образования трещин.

Сварка проводится постоянным током обратной полярности (+ на детали)

Для дополнительного снятия внутренних напряжений шва производители электродов рекомендуют приваривать накладную стальную пластину без острых кромок. Такая пластина распределит нагрузку по большей площади.

При холодной сварке чугуна в домашних условиях можно применять простые стальные электроды добавляя в разделку медный или нержавеющий пруток. При этом, конечно, не допускать перегрева детали более 100° и не забывать о проковке. При большой длине шва накладывать валики лучше с разных сторон, не допуская перегрева детали свыше 100 градусов.

Как варить чугун электросваркой в домашних условиях холодным способом

Для небольших повреждений, мелких дефектов ненагруженных деталей, когда к качеству соединения не предъявляются особые требования, данная технология вполне подходящая.

При холодном способе нельзя повышать температуру в зоне сварки. Для этого шов накладывают небольшими частями длиной 30-50мм. с перерывами для охлаждения до 50º-60º. Таким образом, риск появления трещин минимальный.

Чтобы не допустить перегрева, процесс проводят при постоянном токе, а электрод подключают к плюсу инвертора (обратная полярность).
С этой же целью при работе сварщик двигает электродом не по прямой, а зигзагами или по кругу.

Необходимо контролировать скорость движения электрода. При слишком большой скорости могут образовываться непровары. При недостаточной – возможен перегрев и прожог свариваемого металла, особенно тонкого.

Чугун — это сплав углерода с железом, где содержание углерода 2,14%. Что отрицательно сказывается на качественном соединении.

Процесс трудоемок ввиду:

образования трещин и пор;
при обработке появлению каленых структур и быстрому затуплению инструмента;
тонкий материал рассыпается от перегрева.

По составу чугун подразделяется на серые и белые:

Белые не свариваются ввиду хрупкости и твердости. Подаются шлифовке;
Серые (высокопрочный, ковкий) легко обрабатываются и ограниченно свариваются.

Технология сварки чугуна электродами

Существует 2 способа сварки чугуна — горячая и холодная.

К горячей относится и полугорячая .

При горячем соединении деталь нагревают до температуры 600-700°С, выполняют сварку и медленно охлаждают чугунное изделие в печи. При полугорячем соединении поддерживают температуру 300-400°С.

Горячая и полугорячая сварка нуждается в дополнительном оборудовании. В бытовых условиях применяется холодное соединение.

Разделка кромок

Сварка чугуна электродом в домашних условиях нуждается в разделке фасок. Обезжиривать и зачищать детали не требуется.

Снятие фасок выполняется:

напильником;
наждаком;
болгаркой.

Нюанс : острые кромки не допускаются. Остроту снимают подходящим инструментом.

Как правильно сварить чугунные детали на холодную

При соединении не перегревайте околошовную зону (не более 80°С). Делайте частые перерывы между проходами. Используйте многопроходную сварку.

сначала выполните наплавку по краям фасок;
затем постепенное заполнение шва;
после каждого прохода делайте проковку валика по горячему.

Читать еще: Как правильно смонтировать шины?

Валики выполняйте длиной 40 мм, вразброс для снижения нагрева детали.

Как заварить чугун электросваркой в домашних условиях. Что понадобится:

источник тока (инвертор);
электроды 3 мм;
щетка для зачистки шва;
молоток для проковки и удаления шлака;
шарошка или фреза для разделки фасок;
щиток и перчатки.

сначала разделка кромок и притупление острых углов;
затем наплавка по краям фасок;
далее постепенное заполнение шва.

Делайте проковку каждого валика по горячему. Не спешите, давайте время для остывания детали (нагрев околошовной зоны не более 80°С).

После заполнения сварочного шва, переверните деталь и разделайте кромки с обратной стороны. Выполните сварку, как описано выше. Соблюдая температурный режим и делая проковку каждого валика. По окончанию процесса, по желанию отшлифуйте наплавленную поверхность.

Видео:

Холодной сваркой ремонтируют батареи, тиски, блок цилиндров двигателя и другие конструкции из серого чугуна.

Марки электродов для сварки чугуна

В этой статье, вы можете познакомится с заводскими электродами и самодельными для соединения разных видов чугуна.

Таблица ниже, поможет выставить ток на аппарате для разных диаметров марок электродов:

ЦЧ-4;
ОЗЧ-2;
ОЗЖН-1;
МНЧ-2.

Значение тока указаны для нижнего положения электрода. Для вертикального положения ток уменьшают на 15-20 А, кроме ЦЧ-2.

В целях экономии, домашние умельцы приноровились выполнять сварку чугуна обычным электродом с медной проволокой. Видео ниже:

Также, медная проволока поможет в сварке чугуна со сталью.

Некоторые умельцы спрашивают, как варить чугун полуавтоматом? На форумах по металлообработке опытные сварщики советуют применять проволоку ПАНЧ 11. Соединение выполняется стежками по 2-5 см с проковкой, без газовой защиты на прямой полярности. Ток 90-110 Ампер в зависимости от толщины металла.

Чем резать чугун

Виды резки делятся на термические и механические. Перечень инструментов и способов:

Болгарка — простой и доступный способ. Минус: рез происходит по прямой.
Труборезы хорошо себя зарекомендовали при работе с трубами.
Сабельная пила.
Электродом.
Газокислородная резка — неплохой вариант. Кислородно флюсовая улучшит качество резки чугуна.
Мобильные установки Терморезак 2М (вес до 5 кг).
Кислородно-копьевая резка и плазменная.

Как видите, есть из чего выбрать! В бытовых условиях широко применяется болгарка.

Правильный выбор электродов для сварки чугуна

Для сварки чугуна могут использоваться разные электроды:

МНЧ2. Это универсальный электрод, который можно использовать практически для всех типов чугуна. Его можно применять для соединения заготовок и направки металла для заполнения трещин, и иных дефектов. Применяется только с инверторами постоянного тока и обратной полярности. Ориентация электродов в пространстве не ограничивается.
ОЗЧ2. Эти электроды подходят для серого и ковкого типа чугуна. Их можно использовать при холодном методе. Важно помнить, что они применяются в нижнем и вертикальном положении.
ЦЧК. Можно использовать в холодной и горячей технологии, но только в нижнем положении. Возможно применение в аппаратах переменного тока, но на максимально высоком напряжении.
ОЗЖН1. Электрод применяется только при холодной сварке серого и высокопрочного чугуна. С его помощью можно варить массивные детали. Положение при работе — нижнее или вертикальное.
ОК9218. Электроды можно применять только при нагреве заготовок. Возможно применение источников постоянного и переменного тока, но они очень чувствительны к правильности установки режимов.

Маркировка электродов дает нужную информация Буква «Ч» указывает на исключительное применение для чугуна, а «Н» и «М» — на наличие в их составе никеля и меди, соответственно. Выбор электродов определяется маркой чугуна. При проведении наплавки сварке массивных изделий рекомендуются электроды с обмазкой.

Выбор силы тока в зависимости от марки электрода.

Дополнительная информация

После окончания работ поверхности необходимо обработать (например, если устанавливается какой-либо агрегат). В условиях мастерской для выравнивания плоскости используют фрезерный станок, в бытовой ситуации – угловую шлифовальную машинку. При этом важно не повредить сопрягаемые поверхности с высокой точностью обработки (например, для установки колокола сцепления, лобовой крышки или головки).

Сварка автомобильного блока цилиндров требует высокой квалификации работника. Допущенные ошибки приводят к снижению прочности узла, при циклическом изменении температуры (деталь прогревается до +90°…+95°C и остывает до температуры окружающей среды) возможно появление новых трещин. При большой площади повреждения допускается установка заплаток из листа стали, которые вваривают в чугун. Решение о способе восстановления и целесообразности ремонта принимает мастер, основываясь на квалификации и имеющемся в распоряжении оборудовании.

голоса

Рейтинг статьи

Сварка чугуна блока цилиндров