Сварка различных элементов двигателей была очень востребована в эпоху дефицита запчастей и ограничений на свободную замену агрегатов. Однако и сегодня эта операция не потеряла своей значимости и способна вернуть мотор к жизни с того света, когда по тем или иным причинам его необходимо спасти.
Серьезные повреждения блока цилиндров или его головки — это еще не приговор для двигателя. Да, с одной стороны, проще поменять пострадавший элемент. Сейчас не проблема купить, например, новый шорт-блок (блок цилиндров в сборе). Но в некоторых случаях цена такой покупки может быть равна половине текущей стоимости самого автомобиля. Поэтому ремонт элементов двигателя с помощью сварки может стать более выгодным вариантом.
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.
Любые сварочные работы — это сильный локальный нагрев детали, в результате которого ее может «повести» (нарушение ее геометрических размеров). Поэтому очень опасно проводить такие мероприятия на моторе, установленном на машине, и без выходных проверок качества. Банальное приваривание какого-нибудь оторванного кронштейна при таком подходе может привести к тому, что поведет ближайший цилиндр, и поршень в нем вообще заклинит. Профессионалы очень часто сталкиваются с негативными последствиями при такой сварке в той или иной степени тяжести. Повторный ремонт гораздо сложнее для самого мастера и дороже для клиента.
Технология качественной сварки предусматривает предварительный нагрев и алюминиевых, и чугунных деталей. Элементы из легких сплавов разогревают примерно до 250ºC, а из тяжелого металла — до 350–400ºC. Можно и больше, если позволяет оборудование и терпение сварщика работать с горячей деталью. При этом последствия сильного локального нагрева сводятся к минимуму. После сварочных работ детали медленно охлаждают.
После любого вида сварки обязательна проверка геометрии деталей, например, диаметров цилиндра по всей высоте и плоскость привалочных поверхностей блока или его головки, а также их опрессовка в ванне с горячей водой. Если какие-то элементы все же повело, то их геометрию восстанавливают до заводских параметров.
Легкие сплавы
Хотя алюминиевые сплавы довольно удобны при сварке, у них есть и свои неприятные особенности, связанные с качеством литья. При работе с одной и той же деталью есть области, в которых металл плавится очень хорошо, а в других он пенится, и всплывает много шлаков и грязи. Специалисты отмечают, что зачастую это не связано с конкретным автопроизводителем.
Сварку по сплавам проводят с использованием специальной алюминиевой проволоки. Трещины вырабатывают до основания и наплавляют сверху новый металл. Крупные отверстия заделывают с помощью заплаток из высококачественного алюминия.
Стоимость работ зависит от конкретного случая, ведь трудоемкость их выполнения всегда разная. Очень сложно определить средний ценник, но можно привести грубые расчеты. Заварка пробоя в стенке между цилиндрами сегодня может стоить от 5 тыс. руб., а ремонт с помощью установки заплатки — от 7–8 тысяч. Наваривание всей привалочной поверхности для восстановления ее плоскости для рядного четырехцилиндрового блока и его головки стоит примерно от 9 тыс. руб. за каждую деталь.
Тяжелый металл
Сварка чугуна требует еще бóльших навыков от мастера. Высокая температура его плавления сильно осложняет работу и грозит тем, что металл может треснуть. Также для этого вида сварки требуется специальная дорогостоящая проволока-присадка.
Часть трещин в чугунных элементах заваривают, но иногда приходится и вырезать пострадавшую область и ставить заплатку. Окончательное решение с методом ремонта определяет сам мастер в зависимости от массы факторов. Заплатку вырезают из толстого листа стали. Дело в том, что при ее вваривании в плоскость возникают внутренние напряжения, которые грозят появлением трещин. Снять их помогает легкая деформация заплатки. Естественно, немного выгнуть без жертв чугунную деталь невозможно, а вот сталь более пластична.
Пробой стенок между цилиндрами в чугунном блоке если и заваривают, то очень редко, так как впоследствии место сварки обрабатывается резцом с большим трудом. Заплатки при таких повреждениях не ставят. Дальнейшее развитие трещин останавливают с помощью сверления отверстий в начале и в конце. Далее такой блок гильзуют по особой технологии с использованием герметика.
Наваривание привалочных поверхностей чугунных блоков и головок делают по аналогии с алюминиевыми элементами. Цена работы такая же. А вот установка заплатки обойдется дороже, так как при сварке используется дорогая присадка.
Бытует мнение, что сварка — это крайне сомнительный способ ремонта деталей двигателя с непредсказуемым результатом в плане дальнейшего ресурса и общей надежности агрегата. Но при должной квалификации мастера восстановленная конструкция прослужит не меньше, чем ее заводское исполнение и за доказательствами не надо далеко ходить. Сегодня к такой услуге прибегают многие представители автоспорта, а также владельцы ретроавтомобилей или целых музеев. В первом случае надежность сварочных работ подтверждена в суровых гоночных условиях, а во втором — высокими и уникальными требованиями, предъявляемыми специфическим заказчиком.
Благодарим ООО «ИНОМОТОР» за помощь в подготовке материала.
Фото: из архива компании «ИНОМОТОР» и журнала «За рулем»
Коленчатый вал является одной из наиболее ответственных деталей машины (стационарного двигателя внутреннего сгорания, компрессора, эксцентрикового пресса и др.) и испытывает динамические знакопеременные нагрузки. Поломки коленчатых валов могут происходить по разным причинам: усталости
металла в результате длительной работы, большой выработки (эллипс) шеек, неточной укладки вала в подшипниках, приложения внезапных ударных нагрузок, заниженной прочности элементов (например, концентрации напряжений в местах переходов, у смазочных отверстий и галтелей), плохого изготовления фундамента и др.
Обычно коленчатые валы изготовляют из стали следующего химического состава: 0,25—0,55% С; до 0,8% Мп; до 0,35% Si; до 0,03% Р и до 0,03% S. Предел прочности этой стали 55—60 кГ/мм2; ударная вязкость 4—6 кГм/см2-, относительное удлинение 14—20%.
Встречаются валы из стали, легированной небольшими количествами хрома и никеля. Стали с содержанием 0,25—0,55% С склонны к закалке, поэтому неравномерный нагрев и быстрое охлаждение места сварки могут привести к образованию твердых закаленных структур в зоне термического влияния. Это резко снижает пластические свойства металла, приводит к концентрации напряжений и образованию трещин. При наличии знакопеременных динамических нагрузок такое сварное соединение работать не может. Чтобы уменьшить скорость остывания сварного соединения и избежать появления закалочных структур в переходных зонах, необходимо перед началом сварки произвести местный или общий предварительный нагрев до температуры, определяемой содержанием углерода в металле.
На основании опытных данных можно рекомендовать следующие температуры для предварительного подогрева:
в %. До 0,30 0,30—0,40 0,40—0,55
Температура подогрева в СС 150—180 180—250 250—300
Температура предварительного подогрева должна поддерживаться постоянной в течение всего процесса сварки, после которой требуется термообработка сварного соединения. Как показывают многочисленные опыты, сварное соединение в коленчатых валах, не прошедшее термической обработки, работает неудовлетворительно. Термообработку можно не делать только в случае заварки небольшой трещины глубиной не более 15—25% диаметра шейки или толщины (ширины) щеки, при содержании в стали углерода не выше 0,3% и применении предварительного подогрева перед сваркой до 300 СС.
Для снятия внутренних напряжений в сварных коленчатых валах применяют два вида термообработки: общую и местную.
Общую термообработку осуществляют с равномерным нагревом всего коленчатого вала до 650—670 °С, выдержкой при этой температуре в течение заданного времени и равномерного остывания вала вместе с печью. При этом снимаются не только внутренние напряжения от сварки, но и все напряжения и наклепы, полученные валом в процессе эксплуатации. После общей термообработки работоспособность сваренного вала становилась почти такой же, как и нового вала. Для общей термообработки вал необходимо тщательно уложить на достаточно твердом и надежном основании, закрепить его от возможных вертикальных и горизонтальных перемещений, давая возможность свободного перемещения в осевом направлении. Целесообразнее всего производить термообработку в специально сложенной печи, обогреваемой электроспиралями. Местная термообработка сварного соединения производится в тех случаях, когда по условиям производства общую термообработку выполнить нельзя. При местной термообработке концы вала должны быть надежно закреплены от возможных поперечных перемещений.
В ряде случаев одновременно с термообработкой могут выполняться окончательная доводка и правка вала. Правка производится в тот момент, когда место сварки нагрето до максимальной температуры. Правка может производиться путем нажима на конец вала гидравлическим домкратом, поставленным под шейку (щеку), или проковкой нагретого участка. Правку вала в раме дизеля можно выполнить при помощи верхних крышек подшипников, причем нижний вкладыш должен быть удален. Измерение деформаций во время правки производится с помощью индикаторов.
Продолжительность нагрева и выдержки и зависимости от диаметра шейки или толщины щеки вала для углеродистой стали приведены в табл. 9.
Толщина щеки пли диаметр шейки вала в мм
Продолжительность НЭ’ грева в мин
Толщина ще – кн ндн диаметр шейкн вала в мм
Продолжительность нагрева в мин
а детали по всел
Контроль за температурой нагрева производится термопарами или при помощи термокарандашей.
В условиях выполнения сварочных работ на месте эксплуатации дизельных или компрессорных агрегатов обычно приходится применять только местную термообработку. Нагревание сварного соединения при местной термообработке может производиться газовыми горелками, древесным углем, коксом, индукционным нагревом токами промышленной частоты или переносной электропечью со спиралями сопротивления. Если нагрев вала осуществляется непосредственно в раме дизеля или насоса, то необходимо учитывать опасность поводки или разрыва рамы в результате ее нагрева. В этом случае нужно проявлять большую осторожность и строго контролировать нагрев рамы и ее деформацию.
При нагревании коленчатого вала, установленного в центрах токарного станка или в специальном приспособлении, под коренные шейки должны быть в двух-трех местах поставлены люнеты или другие опоры; при этом вал должен иметь возможность свободного перемещения в направлении его продольной оси Перед термообработкой точно определяют размер и место поводки, полученные валом при сварке.
ВИДЫ ПОВРЕЖДЕНИИ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ И СПОСОБЫ ИХ СВАРКИ
Наиболее типичными повреждениями коленчатых валов являются: сквозные изломы щек, трещины, идущие от галтелей в щеку; срез шейки по галтели; трещины в шейках, идущие от смазочных отверстий; излом концевого участка вала у маховика или генератора (рис. 45).
Прежде чем приступить к разделке и сварке обнаруженного дефекта, необходимо выяснить причину повреждений и произвести тщательный наружный осмотр всего вала с протиркой шеек
вала керосином и покрытием их раствором мела, разведенного на быстросохнущих растворителях; затем следует проверить геометрические размеры вала, определив эллипсность шеек и наличие биений, а также установить химический состав стали. После этих исследований назначается технология разделки дефектного места и его сварки, а также изготовляются приспособления для сборки, выбирается способ нагрева при термообработке. Разделку трещин или кромок при сквозных изломах
Рис. 45. Характерные разрушении коленчатых валов:
а — излом щеки; б—излом шейки; в — трещина в галтели; г — трещина по смазочному отверстию; д — излом конца вала около маховика
можно выполнять как механическими способами (рубкой, строжкой, фрезерованием), так и кислородной или воздушнодуговой резкой с последующей зачисткой места реза от окислов и удалением слоя металла на глубину не менее 1,5 мм. При огневом способе разделки обязательно требуется произвести предварительный подогрев места реза до 200—300 °С.
Заварка сквозных изломов щек. Подготовка кромок под сварку может быть выполнена по схемам, изображенным на рис. 46. Разделка, показанная на рис. 46, б, более удобна, так как позволяет вести сварку в нижнем положении шва. Разделка, представленная на рис. 46,а, применяется сравнительно редко; особенно трудно ее выполнить при малом расстоянии между щеками. В то же время при выполнении сварки с такой разделкой в две дуги резко уменьшается опасность поводки вала.
Сквозные изломы щек удобнее всего собирать и центровать с помощью сборочных планок и стяжных болтов (рис. 47). Такие приспособления позволяют достаточно жестко соединить две половины вала в подшипниках станины или люнетах станка, проверить и отрегулировать соосность шеек вала а размеры щеки.
— двухсторонняя разделка по широкой стенке щеки 6 — двухсторонняя разделка по узкой стейке щекн
Рис. 47. Сборка щеки коленчатого вала при помощи планок:
/ — планки. 2 — стяжные болты
Рис. 46. Разделка под сварку изломов щеки коленчатого вала:
При сварке сквозных изломов может произойти в результате усадки металла укорочение щеки при наложении первых 4—6 швов, причем размеры щеки могут уменьшиться на 2—2,5 мм. Такое
укорочение как показывает опыт, не зависит от толщины щек.
При последующей сварке усадка будет уже менее значительна и не превышает 0,2—0,3 мм на каждые 100 мм толщины свариваемого металла. Чтобы сохранить размеры свариваемых щек, перед началом сварки они должны быть при помощи клиньев разведены на величину от 2 до 2,8 мм. Если сборка и сварка вала производятся непосредственно в раме, то для его укладки и закрепления необходимо изготовить чугунные или стальные временные вкладыши. Производить сварку и термообработку на рабочих вкладышах не рекомендуется. Перед началом сварки на концах вала устанавливают индикаторы, а затем осуществляют предварительный подогрев свариваемого места и прихватку шва. После наложения 6—8 слоев сварку прекращают, дают валу полностью остыть, устанавливают ка место временные вкладыши и производят проверку вала при
4 К. П. Вощаное
помощи индикатора и поверочных линеек. Данные замеров вносят в журнал.
При наличии больших отклонений вал разрезают по шву и вновь собирают при помощи сборочных планок с учетом поправок на основании полученных ранее замеров. При сварке вала после наложения 6—8 швов все сборочные приспособления снимаются и вал должен находиться в свободном состоянии. Если сварка вала производится в центрах станка с установкой на люнетах, то один из центров на время сварки освобождается, чтобы обеспечить свободное перемещение вала при удлинении его в результате нагрева; это позволяет избежать искривления оси вала.
Заварка трещин в галтелях и щеках вала является наиболее сложной операцией. Особенно большие затруднения встречаются при близком расположении щек и наличии трещин на внутренней поверхности щеки или у галтели. В этом случае неизбежна односторонняя разделка, которая может быть выполнена механической или огневой резкой. После огневой резки необходима зачистка наждачным кругом или зубилом.
Как правило, при односторонней сварке возникают большие поводки щеки и нарушение соосности вала, что неизбежно ведет к последующей правке. Правка щеки может производиться в горячем состоянии при помощи домкрата, специально изготовленного винтового распора или проковкой вала пневматическим молотком. Если глубина трещины превышает!/з диаметра шейки, то целесообразнее отрезать шейку около щеки, вырубить трещину, удалить выступы, заплавить впадины, сделать симметричную разделку на шейке и приварить шейку к щеке. В этом случае сборка стыкуемых частей вала выполняется при помощи сборочных планок и стяжного болта так же, как и при сквозном изломе. Для компенсации усадки оба конца вала предварительно раздвигаются в направлении продольной оси на 1,5—2,0 мм. Разделка кромок под сварку производится двухсторонняя со стороны щеки по типу заточки зубила. В этом случае отпадает трудоемкий и сложный процесс правки. Двухстороннюю сварку при симметричной разделке можно осуществить в пределах допустимых поводок. Схема разделки шейки вала дана на рис. 48.
Срез шейки по галтели встречается довольно часто. Восстановление вала производится аналогично описанному выше. Первой операцией является наплавка торцов излома с выравниванием всех впадин, затем производится удаление всех выступов механической или огневой резкой. Выравненные поверхности стыкуются, шейка подгоняется к шеке и на шейке дается нужная разделка. Собранные части вала прихватываются. После остывания проверяют точность сборки, а также проверяют на биение. Заварка производится с каждой стороны разделки с периодическим контролем за точностью оси вала. По окончании сварки
обязательна местная или общая термообработка для снятия внутренних напряжений.
Разрушения шеек у смазочных отверстий встречаются двух видов: полный излом шейки и разрушение в еидє трещин. При полном изломе форма его может быть очень сложной и часто возникает необходимость замены разрушенной шейки новой. Металл новой шейки по своему химическому составу и механическим свойствам подбирается близким к металлу ремонтируе-
Рис. 48. Разделка шейки вала под Рис. 49. Схема заварки трещин
сварку. Плоскость разделки заштри – у смазочных отверстий шейкн вала
мого вала. Диаметр вновь вставляемой шейки берется на
2— 3,5 мм больше. Припуск дается на обработку. Сварка новой шейки производится по технологии, описанной выше.
Порядок выполнения работ следующий: разрушенную шейку обрезают по границам щек и на строгальном станке разделывают под сварку. Подготовленную шейку устанавливают строго перпендикулярно к плоскости щеки, прихватывают, проверяют угольником и полностью приваривают к одной стороне вала. Сварку ведут попеременно с обеих сторон с распределением ‘одинакового количества наплавляемого металла и проковкой шва. Сварной шов нагревают газовыми горелками до 650 °С для снятия внутренних напряжений.
Сборка второго стыка привариваемой шейки осуществляется при помощи сборочных планок. Собранный вал проверяют провертыванием в центрах станка. После этого производятся при хватка и приварка шейки к другому концу вала. До прихватки концы вала раздвигают на расстояние 1,5—2 мм в направлении продольной оси для компенсации продольной усадки шва. После сварки весь сварной узел (шейка и две щеки) подвергается вторичной термообработке.
При заварке в шейках отдельных трещин, расположенных около смазочных отверстий, требуется симметричная разделка их кромок с диаметрально противоположных сторон.
Чтобы избежать короблений, необходимо вначале полностью удалить трещину, после чего с противоположной стороны шейкн сделать такую же разделку по целому металлу. Сварка ведется
попеременно то с одной, то с другой стороны разделки. Контроль за деформациями осуществляется при помощи индикаторов.
В ряде случаев трещины от смазочных отверстий располагаются не под прямым углом к продольной оси вала (рис. 49). Заварка таких трещин вызывает более сложные деформации шейки. В данном случае, в результате усадки шва, щеки вала может не только развести, но и развернуть одну щеку относительно другой. Если наклонно идущую трещину АБ (см. рис. 49) разложить на две составляющие АВ и БВ, то составляющая БВ будет изгибать шейку и разводить щеки, а составляющая АВ будет не только изгибать шейку, но и развертывать щеки вала.
После окончания сварки при наличии деформаций, определяемых точными промерами, необходимо осуществить правку вала. Предварительно определяют места, где нужно вырезать фаску, и произвести последующую заварку (наплавку) с расчетом полной компенсации полученных валом деформаций. Если эти деформации невелики, то наплавку можно не делать. Окончательная доводка шейки может быть выполнена непосредственно в подшипниках рамы дизеля совместно с процессом местной термообработки сварного соединения. Для правки можно применять также распорные или стягивающие приспособления и домкраты.
Провернулась у меня щека коленвала. ну отцентровал я её, поставил, покатался недельку и она снова провернулась. Писец коленвалу. А если снова отцентрить и в нём насверлить лунок по окружности шейки матки и прихватить сваркой? будет держать? 
А купить новый, не?
продай?
только с гарантией минимум в три месяца
Вася тебе на что? И Петя kmz-moscow?
ну во-первых до них 1500 км, а во-вторых Вассилий вроде уральями занимается, про Петра не в курсе, а у меня к-750м
Говно вопрос. Забирай. Есть два НОВЫХ от Днепра. Подойдет? )))
сольперец по вкусу
соль, перец и яды, вообще-то 😉
Сам пишешь писец коленвалу и еще какие-то глупые лишние телодвижения вокруг него пытаешся совершать. Ты если на провернутом хоть минуту проехал, а ты проехал- подшипнику уже крышка. Вари-невари, вскоре он застучит.
Тоже варили сколько раз и ничего. К токарю сходи только нормальному, чтобы отцентровал по уму и все.
По хорошему его надо весь проварить, провариш внешнюю щеку провернет в средней. я уже натрахался с этими коленвалами по самое не могу, единственно что для себя вынес это то что надо делать свое колено из старого нижнеклапа и 650тых шатунов с тщательным подброром и развесовкой, сваркой сначала средней щеки и после хорошей центровки внешних щек. Но чтото забил на это хер и купил готовый 825сс на базе 750сс движка с заведомо более прочным коленом.
у меня и есть нижнеклапп.
Вообще если и проваривать, то далеко не на точки а валить сплошняком на очень большой токе по сантиметру друг напротив друга, при этом как то обезопасив палец от перегрева. А мелкие точки тоже имхо сорвет.
Если просто насрать сверху сорвет конечно, но автор предлагает сначала просверлить отверстия, а потом уже варить, в таком случае получится что-то типа шпонок и провернуть не должно.
Не, господа, варить колено – это уже чересчур. А насверливать в колене что-то так вообще бред. Ты хотя бы ради смеха рассчитай усилия на срез этих "сварочных шпонок".
ага. только если у тебя колено и палец не из сыромятины. вспотеешь сверливши 🙂 тут нужно бормашинкой и камушком канавку сделать.
А в общем. по сварке, ну на спортивных-то варили и ничего. правда варили весь, новарили аргоном, по всей окружности. вал конечно становился одноразовым, т.е. сезонным но это оправдывало себя. а тут. проще просто новое колено купить. в твоём видать просто уже посадочное при предыдущих ремонтах раздолбали, поэтому что толку, тут заваришь, будет в другом месте такая-же хрень.
Сперва бы узнать, что за стали там, потом уже варить.
Блин, шестерни в коробках варят и не срезает, а там побольше нагрузка. Нормально должно быть. Если сталь твёрдая, то при сверлении писать водичкой и регулярно править сверло.
скока гавна насыпется в НГШ при этом , и не факт что все вымоется потом. Нахрен такие эксперименты нужны.
Думаю аргоном, аккуратно, с общим предварительным прогревом, вполне можно заварить. Сверлить лунки точно не вариант, скорее дремелем на разобранном снять фаски милиметра по два под 45гр и заварить их с хорошим проваром 🙂 самый гемор при сварке это чтобы не увело. Ну еще и по термичке тоже вопрос, то что метал отпустится после хорошего провара это факт, нужно ли будет его по новой закалять?
ДА если уж на то пошло, то можно закрепить как на оружии, т.е. винтом.
аккуратненько засверлиться в 2-3 местах, но нужно очень четко разметить. нарезать резьбу и туда винт, винт можно на локтайд, винт потом для надёжности законтрить как на сцеплении.
но в данном случае правильнее, не устраивать гемороидальные шишки, а купить новое колено.
поскольку в любом случае, что при сварке, что, при винта баланс нарушится.
Кстати, если есть доступ на правильное производство, то можно попробовать на установке ТВЧ. оно будет правильнее.
но самым правильным. КУПИТЬ НОВОЕ КОЛЕНО
Если собирать коленвал с натягом 0,15 – 0,18мм никогда не провернет.
Короче как всегда конфронтация.
Тогда вопрос, есть у кого не хоженый к/в кмз к-750м за недорого?
была у меня планета спорт, покупал ее не находу. разобрал двиг, колено в хлам, шатун люфтит, щека болтается, была варена по кругу с одной стороны, может х..во варили, короче не помогло)) хуже, крошками от сварки убило поршневую, пришлось точить. мое мнение х..ня это все. достал ремонтный палец шатуна, запресовал и все ок. Советую, найди лучше палец по толще), может от автомобиля какой подойдет, или его правильный токарь сможет сделать
А варить как будешь? Возьми кострюлю набери воды и поставь на плиту и кинь туда коленвал. Вы че ребята варить колено это уже безумие,купи новый.
А ещё круче, выточить коленвал цельный,переработав чертёж http://oppozit.ru/post_71787.html и подобрать авто шатуны разъёмные. Если кто возьмётся делать, могу помочь с заготовкой. Хотя, конечно, это из разряда фантастики)))
Если после перепрессовки коленвала кувалдой и последующей сваркой его , маховик не задевает за картер, то считайте что вам крупно повезло. Вы еще можете позедить на этом моторе.
