Сварка выпускного коллектора
Одной из составных частей ДВС является выпускной коллектор. В процессе эксплуатации он изнашивается. Такое характерно для автомобиля с любым пробегом. Причин для образования трещин немало: от заводского брака, некорректной сборки до динамического разрушения. При выходе детали из строя не спешите запчасть менять. Многие автосервисы специализируются на сварке выпускных коллекторов. Имея сварочный аппарат в гараже, можно реставрировать деталь своими руками. Сделать это можно несколькими методами. Коллектор производится из нержавеющих труб или чугуна. Сварке поддаются оба сплава, но любая технология со своими нюансами. Специалисты готовы поделиться опытом.
Выпускной коллектор: причины выхода из строя и обслуживание
В зависимости от марки машины и типа двигателя, на двигатель устанавливаются модели различных модификаций. Их можно разделить на две группы:
К блоку ДВС коллекторы крепятся на фланцы. При каждом такте в камеру поступают под давлением отработанные газы. Их температура достигает 900 градусов. Понятно, что деталь, работая в таком режиме, способна сломаться.
Нарушение герметичности выпускного коллектора – самый сложный дефект. Возможные ситуации:
Все эти повреждения – проблема. Для многих автомобилей процедура замены детали затягивается на месяцы – «родные» запчасти иногда приходится заказывать.
На многих СТО их восстанавливают. Сварка коллекторов в зависимости от их модификации производится методами горячей, холодной или аргоновой сварки. Работы производят разным типом оборудования, с использованием электродов или присадочной проволоки. Реставрацией можно заняться во дворе дома или гараже. Как заварить выпускной коллектор самостоятельно? Рассмотрим подробно каждый из методов.
Сварка чугунного выпускного коллектора
Температурная обработка высокоуглеродистого сплава связана с определенными трудностями:
Сварка выпускного коллектора из чугуна под силу стажистам. Новичкам лучше не браться за реставрацию детали автомобильного двигателя, или сначала нужно потренироваться на бросовых изделиях из чугуна. До недавнего времени за ремонт чугуна сварщики не брались. Шов получался с большим содержанием окалины, в зоне разогрева металл трещал. После появления специальных медесодержащих электродов, позволяющих снижать температуру в ванне расплава до +120°С, появилась возможность создавать прочные соединения.
Горячий и полугорячий способы принципиально не различаются. Трещина наплавляется медесодержащими присадками при предварительном прогреве детали. При горячем, деталь разогревают в печи до температуры +600°С, появляется малиновый отлив. Он заметен при затенении. После этого приступают к сварке. Чтобы деталь быстро не остывала, ее периодически прогревают паяльной лампой. При полугорячем способе деталь разогревают в пределах +300°С. Получается ровный шов. Очень важно поддерживать температуру во время охлаждения. Если глубина трещины большая, ее:
Делают многослойное соединение. Каждый шов обязательно проковывается, длина проходки не более 3 см. Швы для надежности соединения делают перпендикулярно. При электродуговой сварке используют электроды марки ЦЧ-4.
Холодный способ не предусматривает предварительной подготовки. Трещина наплавляется в температурном режиме до 200°С. Для работы используют специальные электроды ОЗЧ-6, ОЗЧ-2.
Прочность на излом у холодного соединения ниже. Для ответственных соединений (когда патрубок выходного коллектора отломлен полностью) лучше брать электроды МНЧ-2. При газовой сварке полуавтоматом применяют медную присадочную проволоку.
Сварка коллектора из нержавейки
Трубчатые комплектующие обычно прогорают в местах изгибов. Сложности работы с нержавейкой:
Для устранения дефектов применяется метод аргоновой сварки. Защитная атмосфера оберегает металл от окисления, из-за обдува меньше прогревается область, граничащая с рабочей зоной. Необходимо учитывать, что теплопроводность нержавейки ниже, чем у черных низкоуглеродистых сплавов. Нужна небольшая сила рабочего тока, она подбирается экспериментально. Важно соблюдать скорость образования шва. Металл варится большими проходами, чтобы не возникало межкристаллической коррозии в области соединения. Режим работы зависит от используемого оборудования.
Холодная сварка при ремонте выпускного коллектора
Небольшие дефекты заделывают с использованием специальных клеевых составов, называемых «холодной сваркой». До нанесения смеси ремонтируемую зону необходимо обезжирить. Пользоваться клеями следует строго по инструкции. Тогда получается заплата, по физическим свойствам схожа с металлом. Такой метод удобен для устранения трещин и прогаров в труднодоступных местах. Клей – лишь временная мера устранения поломки. Под большой нагрузкой горячих отходящих из цилиндров газов латанная комплектующая долго не простоит. Клеевой состав не рассчитан на динамические нагрузки, зато отлично выносит статические. Перед приобретением клея важно изучить его характеристики.
Заключение
При сбоях в работе двигателя обязательно проверяют целостность выходного коллектора. Это – наиболее уязвимая деталь, эксплуатируемая в агрессивной среде под большим давлением. При обнаружении дефекта оцените, сможете ли произвести ремонт детали самостоятельно. Не имея опыта, за такую ответственную работу лучше не браться, доверить реставрацию специалисту.
Сварка выпускных коллекторов
Выпускной коллектор, обслуживание и ремонт
Выпускной коллектор это важная и необходимая часть двигателя внутреннего сгорания автомобиля, которая в основном изготавливается из чугуна. При этом его местонахождение приводит к тому, что условия работы можно назвать скорее экстремальными. Это и огромный перепад температур, вследствие чего на внутренних стенках его труб появляется конденсат, и прохождение выхлопных газов, и резонирующие волны выхлопа – все это не лучшим образом влияет на его состояние и долговечность службы коллектора.
Конденсат приводит к коррозии, а это в свою очередь, к разрушению металла.
Выпускной коллектор
Коллекторы могут быть как цельные, изготовленные из чугуна при помощи литья, так и трубчатые, сваренные из стальных труб и деталей.
Трубчатый выпускной коллектор
Трубчатые ещё различают по виду соединения этих труб, а также по их длине и, как следует из этого, объем. Естественно, чем больше объем, тем лучше, и дороже коллектор. Например, на спортивные автомобили устанавливают коллекторы с длинными трубами одинаковой длины и сложными переплетениями.
Если вы услышали необычные звуки при работе на холостом ходу, не связные с работой двигателя или сам двигатель стал работать нестабильно или увеличилось потребления топлива, значит нужно проверить состояние коллектора.
Это может быть как разрушение крепёжной проушины или прокладки, которая устанавливается между блоком цилиндра и самим коллектором, так изменение геометрии соединительных фланцев под воздействием высоких температур. Может быть элементарный обрыв шпилек, а может и такая проблема, как появление трещины в корпусе. В зависимости от величины разрушения производится ремонт выпускного коллектора посредством сварки или, если дела совсем плохи, его замена.
Прокладка выпускного коллектора, которую меняют чаще всего
Коррозия и нагар могут стать причиной засора трубы, что требует своего решения.
Конечно, проще всего обратиться на станцию техобслуживания, но некоторый ремонт можно и произвести самому, причем не только супер опытному специалисту.
Для этого нужно подождать когда двигатель и сам коллектор остынут до той температуры, при которой можно с ними работать, после чего начинаем разбирать, начиная с кожуха двигателя, коллектора и прочее, что может помешать. Снимаем сам коллекторный узел путем откручивания крепежа. Меняем прокладку, если нужно, или другую деталь, и все устанавливаем назад в обратном порядке.
Сварка выпускного коллектора из чугуна
При обнаружении трещины в коллекторе её заваривают. Способ сварки зависит от материала, из которого он изготовлен. Если это чугун, он отличается от других сплавов с железом тем, что у него при плавке увеличивают содержание углерода, от 2 до 6 %, что отличает его от других черных металлов.
Сварной шов на чугунном коллекторе
Сварка чугуна требует от сварщика определённой квалификации. Раннее считалось, что чугун из- за своей хрупкости вообще сварке не подлежит, сейчас, используя специальные электроды и отработав метод предварительного нагрева детали, сварной шов получается хорошего качества и с необходимыми свойствами.
Как упоминалось, деталь нагреваем непосредственно перед сваркой и стараемся поддержать температуру во время всего процесса сварки. Чугун имеет свойство быстро остывать.
Так как расплавленный чугун имеет повышенную текучесть, можно или высверливать отверстия по ходу трещины или применять графитовые прокладки под трещину. Также необходимо очистить хорошо место сварки.
Кроме того, при сварке происходит процесс выгорания углерода с образованием при этом СО, что приводит к порообразованию. А это также влияет на качество шва.
После того, как работа закончена, нужно обеспечить детали постепенное медленное остывание, что бы исключить появление новых трещин в районе сварного шва и появлению слоя «белого чугуна», который абсолютно никак не обрабатывается.
Сварка чугунного выпускного коллектора может быть произведена как горячим способом, так и холодным способом. Для каждого способа существуют свои типы электродов. Например, для горячей сварки используют марку ЦЧ-4, для холодной лучше ОЗЧ – 6, ОЗЧ – 2. Последние для коллектора более подходят, так как первые лучше применять для сварки изделий с тонкими стенками. Хорошо применять и электроды МНЧ – 2, которые применяют для ответственных изделий.
Виды сварки чугуна, в нашем случае применяются оба вида
Для сварки с помощью этих электродов применяют ток обратной полярности.
При горячем способе всю деталь нагревают до температуры от 200 до 600 градусов, не более.
Очень хорошие результаты по качеству дает газовая сварка, которая защищает чугун от выгорания углерода и дает возможность нагреть деталь.
Холодная сварка для выпускного коллектора представляет собой технологию, при которой швы варятся короткими отрезками, в несколько слоев.
Технология заполнения швов при сварке чугуна
Сварка коллектора выпускного из нержавейки
Выпускные коллекторы из нержавеющей стали также ремонтируются при помощи сварки, причем и здесь работа имеет свои особенности. Так как это сталь в сплаве с никелем или хромом и другими добавками, в процессе сварки в районе шва эти элементы могут выгорать, поэтому варить их нужно в среде защитных газов.
Кроме того, возможна деформация металла в разной степени при проведении сварочных работ.
Если процесс проводить по технологии, коллектор практически не нуждается в последующей обработке фланца. Обязательно нужно рассчитать силу тока, она должна быть невысокой, так как теплопроводность этой стали намного ниже, чем обыкновенной с низким содержанием углерода и добавок.
Процесс сварки нержавеющих труб с среде аргона
Если режим сварки не соблюдается, шов получается с меньшими антикоррозийными свойствами, чем основной металл. Это получается за счет того, что дуга нагревает металл до температуры выше 500 градусов, при этом происходит перераспределение молекул хрома и железа. Этот процесс называется межкристаллической коррозией.
Наиболее распространёнными видами сварки нержавейки можно назвать:
Для сварки в домашних условиях, то есть в гараже, применяется сварка при помощи электродов со специальным покрытием (ММА).
Для этих работ подбираем электроды двух видов: с основанием из двуокисного титана и покрытые рутилом и покрытые карбонатом магния и кальция.
Первые применяются для сварки при переменном токе, вторые при постоянном. Толщину электрода лучше выбирать по ГОСТу 10052.
Если вы не сварщик профессионал, отличного качества сварного шва не гарантируется, хотя стремиться можно и нужно.
В основном сварочные работы лучше производить в специализированных мастерских, где есть разные виды оборудования. Хорошее оборудование, правильный режим и опытный мастер и ваш коллектор будет как новый.
Настоящие профессионалы не только отремонтируют выпускной коллектор, но могут модифицировать его или изготовить новый.
Изготовленный коллектор своими руками
Ремонт выпускного коллектора холодной сваркой
Холодная сварка получила достаточно большое распространение среди домашних мастеров, которые умеют правильно применять этот метод.
Клей Холодная сварка для соединения металлов
Если следовать точно инструкциям, можно очень хорошо соединять металлические детали. Естественно, это не настоящий метод холодной сварки, который выполняется методом давления двух элементов до начала пластического деформирования соединяемых кромок деталей.
В нашем случае речь идёт о специальном клеящимся составе. При нанесении состава на место соединения металлов, получаем в итоге шов, который имеет свойства соединяемых металлов.
Применение холодной сварки для ремонта металлических изделий
Применяют холодную сварку в таких случаях, если невозможно применить традиционные методы, например детали могут деформироваться в процессе сварки, форма деталей имеет сложную геометрию, соединяемые части состоят из разных металлов.
При этом соединение получается очень прочным и качественным, может выдерживать большие нагрузки, причем долгое время.
Но можно ли заклеить выпускной коллектор холодной сваркой – это очень интересный вопрос. Да, детали автомобиля, в том числе и трещины выхлопной трубы прекрасно соединяются при помощи этого состава, но нагрузки и большой перепад температур в коллекторе ставят под вопрос целесообразность его применение.
Хотя как временная мера, можно использовать. Есть отзывы, что при использовании такого клея машина прошла уже 800 км, другие советуют не рисковать, так как шов не работает ни на сдвиг и кручение.
Холодная сварка, как утверждает производитель, ремонтирует и коллекторы
Возможно, дело в правильном использовании клея и в его качестве, то есть в производителе.
Сварка выпускного чугунного коллектора своими руками в гараже
Аналогичный коллектор предназначен для вывода выхлопных газов из двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и является одной из важных систем в любом автомобиле. Во время работы ДВС он подвергается не только высоким температурным нагрузкам, но и вибрации, поэтому образуются трещины. Сварка выпускных коллекторов — дело сложное, здесь требуется опытный исполнитель, умеющий работать с чугуном.
Основные причины поломок
В выхлопной системе, особенно старого авто, имеющего большой пробег, возникают неполадки, независящие от материала глушителя, поэтому каждый водитель должен периодически осматривать всю систему на предмет возникновения трещин или прогаров. Своевременное ТО избавит автолюбителя от проблем с заменой выхлопного коллектора, что стоит очень дорого.
На сохранность системы вывода выхлопных газов влияют:
Возникающие проблемы подразделяются соответственно элементам конструкции выхлопной системы:
[stextbox выше повреждения происходят и от воздействия агрессивных веществ, рассыпаемых на улицах городов для борьбы с гололедицей, например, в виде соли.[/stextbox]
Оборудование и материалы
Для сварки коллектора из чугуна лучше использовать инвертор и холодный метод, как наиболее подходящий для домашних условий. Гарантией успеха являются такие составляющие: режим сварки и выбор электродов, причем нужно воспользоваться специальными изделиями с содержанием никеля или меди.
Отечественные производители предлагают для такого вида работ следующие марки:
[stextbox Емельянов, образование: колледж, специальность: сварщик 5 разряда, опыт работы: с 2000 года: «При выборе необходимого электрода учитывается толщина детали, общий вес и условия эксплуатации, правильность подбора — это залог прочного соединения».[/stextbox]
Особенности работ
Если обнаружена трещина на коллекторе, то нужно сразу заварить, не ожидая, когда она приведёт к обрыву патрубка. При этом надо учитывать из какого материала изготовлено изделие, например, чугун отличается от других материалов тем, что при сварочных работах надо увеличивать присутствие углерода в пределах 2—6%.
Шовное соединение
Сварка коллектора чугунного требует от исполнителя высокой квалификации, она проводится с подогревом детали или холодным методом, для каждого надо выбрать соответствующие электроды.
При нагреве надо постоянно поддерживать температуру изделия, так как чугун быстро остывает. Нужно с двух сторон трещины просверлить отверстия, чтобы предотвратить ее распространение при нагревании.
Основательно разделать трещину, чтобы новый металл заполнил ее полностью, прилегающий участок зачистить. Процесс сварки сопровождается большим выделением СО2, так как выгорает углерод, поэтому надо организовать мощную вытяжку. Избыточное парообразование ухудшает качество шва. После окончания сварки продолжается подогрев детали, чтобы чугун остывал медленно и на поверхности шва не смог образоваться слой белого налёта, который обработать невозможно.
Виды сварки чугуна
В промышленности выделяют три метода сварки чугуна:
Третий вариант отличается тем, что шов проваривают короткими отрезками с последующим наложением повторного слоя, чтобы избежать коробления.
Газовая
Хорошие результаты по качеству и прочности шва дает газовая сварка чугунных деталей, при этом предотвращается излишнее выгорание углерода, а также методика позволяет предварительное и последующее нагревание изделия для медленного остывания.
Использование полуавтомата
Методика простая, главное для исполнителя знать порядок выполнения сварки и предварительно подготовить деталь, именно от второго действия зависит прочность и качество шовного соединения. В качестве присадки используется проволока специального состава.
Аргоном
Использовать аргон как защитный газ при сварке полуавтоматом довольно накладно, лучший вариант — это TIG сварка чугунных конструкций с применением неплавящегося электрода из вольфрама в среде защитного газа.
При помощи инвертора
Аналогичная сварка требует проведение большого объёма предварительных работ, с учетом следующих рекомендаций:
С инвертором сварка выполняется послойно, а в качестве опорных элементов используются шпильки из стали.
Самостоятельный ремонт
Выпускной коллектор из чугуна можно отремонтировать при помощи сварки в собственном гараже, если у вас имеются навыки аналогичной обработки этого металла и необходимое оборудование. Предварительно края трещин сверлят, отступая от 3-5 мм, кромки разделывают на всю глубину, только опытные исполнители советуют при этом не использовать болгарку.
После подготовки приступают к сварке, используя аргонодуговое оборудование, или наплавляют металл газопорошковым методом. После сварочных работ, если имеется специальный стол-манипулятор, на котором удобно надежно закреплять конструкции в нужном положении, изделию дают время на остывание. Получившиеся шовные соединения надо отшлифовать.
На ремонт коллектора из чугуна или нержавеющей стали у опытного исполнителя уходит не менее 2— 5 часов, что зависит от характера неисправности и условий выполнения работ. Например, сварка электродами или газовый вариант, входит в этот период времени, а методика порошковой наплавки требует несколько дней, потому что коллектор будет остывать не менее суток.
Выводы
Прежде чем приступать к ремонту треснувшего выпускного коллектора, нужно реально оценить свои силы, учтите, что малейшее отклонение от методики сварочных работ, нарушение техники безопасности и желание быстрее закончить работу приведут к негативным последствиям. Переделать сварку горе-мастера не сможет и профессионал, т. к. были допущены серьёзные ошибки — такое изделие легче отправить на свалку, а взамен приобрести новый из магазина.
