чем варят кованые диски
Почему нельзя варить диски. Подробно. v.1.3
Всем привет. До этого я уже публиковал несколько своих статей про диски. А вот тут я уже сделал попытку, на скорую руку убедить людей не заниматься опасной и бесполезной тратой своих денег.. Начал я с того что рассказал о кованных дисках, как начало, введение и основу понимания будущего. Можете продолжить потом там — там тоже есть что узнать.
К делу:
Не секрет, что в каждом гараже можно встретил адептов сварки сломанного хлама, которые с пеной у рта, убеждают неокрепшие умы простых пользователей в абсолютной безопасности и выгодности этого процесса. Ну, т.е. мол, варенный оригинал даже ЛУЧШЕ, чем новый диск — стоит дешевле, а качество тоже, идите мол, ремонтируйтесь у нас. Это всё — глупость вперемешку с элементарным невежеством. Поэтому я решил всё же закончить начатое, и ниже будет подробное и развернутое объяснение моей позиции по ремонту автомобильных дисков.
Почему диски алюминиевые.
Если не вдаваться в глубокий анализ, то это самый дешевый и сердитый сферический конь (материал) в вакууме. По показателям отношения прочности к плотности — высокопрочные алюминиевые сплавы значительно превосходят чугун, низкоуглеродистые и низколегированные стали, чистый титан и уступают лишь высоколегированным сталям повышенной прочности и сплавам титана.
Проблема сварки Al сплавов.
Проблем при сварке Al сплавов масса, большинство из них узкопрофессиональны, но я выделю только наиболее значимые и важные для вашего понимания:
• Окисная пленка, которая покрывает алюминий и его сплавы. Температура ее плавления – 2044С, а температура плавления самого металла – 660С. При расплавлении алюминия он перекатывается внутри этой пленки наподобие ртути.
• При нагревании из алюминия начинает выходить водород, который после застывания металла оставляет в его теле поры и трещины.
• Большой показатель усадки. А это приводит к деформации сварочного шва в процессе его остывания. Что влияет и на балансировку колес (любых изделий) в целом.
• Если говорить о сварке алюминия своими руками, то ваш сплав будет неизвестной марки, к которому придется подбирать сварочный режим и адекватные дополнительные материалы. И пробовать придется прямо на вашем диске!
Общие сведения
При сварке алюминиевых сплавов кристаллическая структура и механические свойства металла швов могут изменяться в зависимости от состава сплава, используемого присадочного металла, способов и режимов сварки. Для всех способов сварки характерно наличие больших скоростей охлаждения и направленного отвода тепла. При кристаллизации в этих условиях в структуре металла образуется эвтектика,
Которая снижает пластичность и прочность металла. В связи с этим, в швах возможно возникновение кристаллизационных трещин при застывании.
Свойства сварных соединений зависят также от процессов, протекающих в околошовных зонах. При сварке чистого алюминия и сплавов, неупрочняемых термической обработкой, в зоне теплового воздействия наблюдается рост зерна и некоторое их разупрочнение, вызванное снятием нагартовки (он же наклёп — упрочнение происходящее при изменении структуры и фазового состава материала в процессе пластической деформации при холодной обработке).
Рост зерна и разупрочнение нагартованного металла при сварке изменяется в зависимости от способа сварки, режимов и степени предшествовавшей сварке нагартовки. Свариваемость сплавов АlMg (систем алюминий-магний, большинство дисков именно такие) осложняется повышенной чувствительностью их к нагреву и склонностью к образованию пористости и вспучиванию в участках основного металла, непосредственно примыкающих к шву. Способность этих сплавов образовывать пористость в зонах термического воздействия связывается с наличием молекулярного водорода. После обработки образуются несплошности в виде каналов или коллекторов, в которых водород находится под высоким давлением.
При сварке сплавов, упрочняемых термической обработкой, в зонах около шва происходят изменения, ухудшающие свойства свариваемого металла. Однако самым опасным изменением, резко ухудшающим свойства металла и способствующим образованию трещин, является оплавление границ зерен. Появление жидких прослоек между зернами снижает механические свойства металла в нагретом состоянии и так же способствует образованию кристаллизационных трещин. Это происходит независимо от способа сварки и исходного состояния металла, в непосредственной близости от шва. Ширина этой зоны меняется в зависимости от способа и режимов сварки. Наиболее широкая зона появляется при газовой сварке и более узкая при способах сварки с жестким термическим воздействием.
Распределение эвтектики в этой зоне изменяется в зависимости от исходного состояния сплава. В сварных соединениях, полученных при сварке закаленного сплава, эвтектика располагается в виде сплошной прослойки вокруг зерен. Последующей термической обработкой не удаётся восстановить свойства металла в зоне, прилежащей к шву, что приводит к большому изменению прочности соединений и делает ненадёжными эти соединения в эксплуатации.
А места соединений всегда будут местами концентрации напряжений и очагами разрушения под нагрузкой.
Подготовка под сварку
Важным этапом на пути к результату (которым часто пренебрегают), является подготовка шва. При подготовке деталей из алюминиевых сплавов под сварку профилируют свариваемые кромки, удаляют поверхностные загрязнения и окислы. Обезжиривание и удаление поверхностных загрязнений осуществляют с помощью органических растворителей (обычны уайтспирит). Удаление поверхностной окисной пленки является наиболее ответственной операцией подготовки деталей. При этом в основном удаляют старую пленку окислов, содержащую значительное количество адсорбированной влаги.
Окисную пленку можно удалять с помощью металлических щеток. После зачистки кромки вновь обезжиривают растворителем. При этом, нельзя подготовить и отложить на завтра, продолжительность хранения деталей перед сваркой после зачистки 2—3 ч. При сварке деталей из сплавов алюминия, содержащих магний повышенной концентрации (например, сплава АМгб), перед сваркой кромки деталей и особенно их торцовые поверхности необходимо зачищать шабером. Применение при аргонодуговой сварке флюсов, наносимых на торцовые поверхности перед сваркой в виде дисперсной взвеси фторидов в спирте, также способствует уменьшению количества окисных включений в металле шва.
Соединение
При сварке плавлением алюминиевых сплавов наиболее рациональным типом соединений являются стыковые, выполнить которые можно любыми способами сварки. Для устранения окисных включений в металле швов применяют подкладки с канавкой или разделку кромок с обратной стороны шва, что в некоторых случаях обеспечивает удаление окисных включений из стыка в формирующую канавку или в разделку. При разделке кромок угол их раскрытия ограничивают с целью уменьшения объема наплавленного металла в соединении и как следствие — вероятности образования дефектов. Площади сечения деталей в зоне соединения делают приблизительно одинаковыми.
Присадки
Улучшение кристаллической структуры металла швов при сварке алюминия и некоторых его сплавов достигается модифицированием в процессе сварки. Поэтому при сварке используют присадки (цирконий, титан, бериллий). Введение этих элементов в небольших количествах позволяет улучшить кристаллическую структуру металла швов и снизить их склонность к трещинообразованию.
При выборе присадочного металла учитывают возможность появления в структуре металла швов различных химических соединений. При сварке сплавов алюминия, содержащих магний, с применением присадочной проволоки, содержащей кремний, в металле швов и особенно в зоне сплавления появляются иглообразные выделения Mg2Si, снижающие пластические свойства сварных соединений. Неблагоприятно влияют на свойства соединений из сплавов системы Аl—Mg ничтожно малые добавки натрия, которые могут попадать в металл шва через флюсы.
Самое интересное. Дуговая сварку в среде защитных газов («Варю аргоном»)
Самый массовый и «бытовой» вариант для сварки алюминия и его сплавов. В качестве защитного газа применяют аргон чистотой не менее 99,9% (по ГОСТ 10157-79) или смесь аргона с гелием. С вероятностью 99% вам предложат варить именно так. Если предложат варить электродами вручную, это стопроцентный win и премия Дарвина для ваших дисков. А заводские методы Вам скорее всего будут недоступны.
Основным преимуществом процесса является высокая устойчивость горения дуги. Благодаря этому процесс используется при сварке тонких листов. При ручной сварке горелку перемещают с наклоном «углом вперед». Угол наклона горелки к плоской поверхности детали около 60°. Присадочная проволока подается под возможно меньшим углом к плоской поверхности детали. При механизированной или автоматической сварке неплавящимся электродом горелка располагается под прямым углом к поверхности детали, а присадочная проволока подается таким образом, чтобы конец проволоки опирался на край сварочной ванны, скорость подачи меняется от 4—6 до 30—40 м/ч в зависимости от толщины материала.
Что мы можем получить после сварки?
Представим, что были соблюдены все рекомендации, мастер был трезв, Луна была в зените, а Марс сошелся с юпитером. То есть, в лабораторных условиях, при соблюдении всех тонкостей процесса (автоматизация, зачистка, обезжиривание, профессионализм сварщика, 100% соответствие режима сварки – свариваемому материалу, присадки и т.д., и т.п.) предел прочности образцов, сваренных шовной сваркой, зависит от толщины металла и, например, для сплава AMг6 составляет в среднем 80% предела прочности на растяжение основного металла. Это при условии, что Ваш автомобиль в этих дисках стоит на месте и ничего не происходит. Не забывайте, что у вас уже не цельный диск, а «составной», с которым надо обходиться уже по-другому. Простой пример — наступает лето, и Вы соскучились по покатушкам. Смотрим на график ниже
Нас интересует начальный участок кривой В92 (например, как самой показательной). Тут можно легко оценить потери прочности при нагреве всего до 100 градусов, которые легко достигнуть при активной езде летом.
Вот например видео (длительность — 1 минута)
Или вот такой вариант (длительность — 30 сек)
35 кгс/мм2) вы получите 274 МПа (
Учитывая всё вышесказанное я бы оценил прочность сварного шва в ваших дисках как 30-50% от исходной. Ну, т.е. вы покупаете новые диски и смело снимаете с них 30-50% толщины, а затем сразу, едите наваливать на трек, смотреть на результат! Неудачные наезд зимой на бордюр или на что угодно при обгоне – может быть фатален.А если у вас еще и проставки установлены … уууу.
На сладкое — при действии знакопеременных нагрузок прочность соединений относительно невелика. Например, напряжения в листе при усталостном разрушении точечной сварки составляет всего 20 МПа. Для сравнения, у эпоксидной смолы этот показатель 20-90 МПа, т.е. в теории, эффект будет тот же, что и просто склеить поксиполом или моментом.
Так что, если вы владелец автомобиля с ватным диваном вместо подвески, и у вас маленькая трещина вдоль обода, то вполне возможно вам то всё равно, но, если вы владелец турбовой зажигалки, с жесткой подвеской и вдруг решили сэкономить на дисках, купив отремонтированные, то, пожалуйста, не выезжайте на общественные дороги.
P.S Кратикий ликбез почему тут появляются странные комментарии — находится по этой ссылке.
P.P.S. Не вошедший в статью доп. материал по теме есть еще в блоге. Большое спасибо тем, кто держится конструктива, делиться этим материалом со своими подписчиками и комментирует.
Напоминаю про одно из основных правил drive2 — «Материться и переходить на личности категорически запрещено».
Сварка литых дисков
Составная часть автомобильного колеса, на которую устанавливают покрышку, называют колесным диском. Большая часть дисков производиться из разных металлов с использованием различных технологий. Различают три основных группы этих изделий:
Они отличаются друг от друга и технологией производства, и материалами, которые применяют при их производстве. Кроме того, каждый тип имеет свои, только ему присущие определенные свойства.
Так самое широкое распространение получили штампованные диски. Более того, все автомобили, производимые в мире, выходят из заводских ворот именно на таких изделиях и многие автовладельцы не спешат их менять. Для их производства применяют углеродистые стали.
Литые диски производят из цветных металлов – алюминия, магния и их сплавов. Это инженерное решение позволило снизить вес диска почти в три раза, но, вместе с тем диски этого класса могут легко получить повреждение. Кроме того использование металлов с высокой теплопроводностью позволяет отводить излишнее тепло от деталей тормозной системы.
Кованые, в отличие от двух других обладают высокой прочностью, но и довольно высокой хрупкостью.
Разновидности повреждений
Литые диски пользуются заслуженной популярностью среди автовладельцев. При всех достоинствах, которыми обладают, а это низкий вес, хороший отвод тепла от тормозов, у этих изделий есть один существенный недостаток – возможность повреждения при получении сильного удара. Надо всегда помнить, что поврежденный диск – это серьезная предпосылка к возникновению аварийной ситуации.
Одна из причин, по которым может произойти повреждение, кроется в технологии его производства. Все дело в том, что эти диски производят с помощью литья. Именно поэтому диски становятся хрупкими и не имеют достаточной пластичности.
В результате этого, при получении даже не самых сильных ударов на диске могут образовываться трещины, сколы. Это приводит к тому, происходит изменение геометрии диска и он начинает бить. После этого машина начинает «рыскать» и легко может потерять управление, создав тем самым предпосылки для дорожно – транспортного происшествия.
Автовладелец должен четко понимать то, что использование на машине диска с некоторыми дефектами создает реальную опасность для всех участников движения, а в первую очередь автовладельцу и тем, кто находятся рядом с ним внутри машины.
Наиболее часто встречающимися дефектами литых дисков являются:
Повреждения, которые получают диски, происходят по следующим причинам:
Какие повреждения литых дисков не поддаются ремонту
Перед обращением в мастерскую, занимающуюся ремонтом литых дисков, автовладелец должен представлять какие дефекты не подлежат ремонту. Для чего это надо? Все дело в том, что иногда нечистые на руку мастера, пользуясь тем, что владелец машины не всегда ориентируется в этом вопросе, стараются извлечь дополнительную выгоду, навязывая потребителю не нужных ему услуги. Которые, кстати, могут привести к непоправимым последствиям.
Серьезные изменения геометрии литого диска
Даже высокопрофессиональные мастера не возьмутся за исправление нижеперечисленных дефектов:
Выбор типа сварки и электрода
Один из самых эффективных способов ремонта – сварка аргоном литых дисков. Для выполнения этих работ потребуется сварочный аппарат, в последнее время все чаще в качестве генератора сварочного тока применяют инверторные аппараты. Их преимущества очевидны, при минимально габаритно-весовых параметрах эти аппараты способны генерировать ток необходимых для выполнения сварочных работ по литым дискам.
Сварка аргоном литых дисков
Практика показывает, что сварка под защитным газом вручную не самое лучшее решение, поэтому зачастую применяют полуавтоматическую. То есть сварочный генератор должен быть оснащен устройством подачи сварочного материала и газа.
Сварка магниевых дисков
Сварку дисков, выполненных из магниевых сплавов, выполняют с помощью вольфрамового электрода. Ее выполняют в среде защитных газов. Для этого используют аргон первого сорта. Иногда допустимо использовать сварку с помощью плавящегося электрода. Для этой сварки необходимо использовать генератор переменного тока.
Перед сваркой необходимо подготовить кромки, восстанавливаемого места. Но, если свариваемый металл меньше 3 мм, то кромки можно не разделывать. При большей толщине необходимо выполнить подготовку в виде буквы V. Сварка должна выполняться на повышенной скорости. Скоростной режим гарантирует минимизировать эффект от теплового воздействия сварки на металл.
Аргонодуговая сварка дисков из магниевых сплавов
Дуга не должна превышать 1 — 1,5 мм. Это позволяет разрушать оксидную пленку, возникающую на поверхности детали, и гарантирует высокое качество шва.
Порядок проведения ремонтных работ
Для исправления повреждений на литых дисках необходимо привлечение специалистов, которые занимаются их ремонтом. Кроме этого будет востребовано специализированное оборудование и инструменты. Так что, своими руками можно только восстановить защитное покрытие.
В мастерской по ремонту будет проделан примерно такой перечень работ.
Подготовка – любой диск перед началом работ должен пройти ревизию. Для выполнения этой операции его необходимо почистить от грязи и лишь только потом станут заметны все повреждения.
При выявлении трещин, диск придется отправлять на сварку. Сварку литых дисков выполняют на оборудовании, которое позволяет выполнять работы под защитой инертных газов. Для ремонта дисков, выполненных из алюминия, применяют электроды марки АГ, для дисков, выполненных из магниевых сплавов необходимо использовать электроды марки АМГ.
После того, как заварены все трещины, поверхность диска необходимо зачистить от следов сварки. При необходимости необходимо использовать специальное оборудование.
После того, как устранены дефекты диск будет отшлифован, обезжирен и отправлен на покраску. Для нанесения покрытия часто применяют покрытия, которые выполнены на основании эпоксидной смолы.
Самая последняя операция – это балансировка.
Кстати, некоторые специалисты настоятельно рекомендуют устанавливать диски на заднюю ось.
Самый эффективный метод ремонта
Самые сложные дефекты, возникающие в литых дисках это трещины. Если они плохо отремонтированы неправильно то, рано или поздно это приведет к тому, диск выйдет из строя.
Сварка в среде защитных газов отличается высоким качеством шва и именно поэтому ее применяют для ремонта литых дисков. Швы, полученные по такой технологии сварки, не коррозируют, по прочностным характеристикам они отличаются от основного металла.
Подготовка диска к сварочным работам
Подготовка литого диска к ремонту мало чем отличается от той, которую проводят для работы с другими деталями, изготовленными из аналогичных материалов.
Подготовка кромки трещины для сварки
То есть, необходимо подготовить кромки трещины для сварки. Размер фаски, которые должны быть выполнены, зависят от толщины материала, подлежащего сварке.
Сварка алюминиевых изделий
Для получения качественного шва на поврежденных алюминиевых дисках применяют сварку в среде защитных газов при помощи вольфрамовых электродов.
Перед тем как начинать сварку поврежденного места на диске, изготовленном из алюминия необходимо подготовить место. Для этого с его поверхности необходимо удалить грязь, следы масел.
Для этого можно использовать практически любой растворитель. Разделка кромок поврежденного места необходима при толщине металла не менее 4 мм. Для того, что выполнить правильную разделку имеет смысл использовать ручной электроинструмент.
Необходимое оборудование
Для сварочных работ по ремонту литого диска потребуется следующий набор оборудования и приспособлений:
Преимущества аргоновой сварки
Сварка дисков аргоном, в отличие от многих других обладает рядом преимуществ, которые им недоступны.
Перечисленные свойства этого газа привели к тому, что сварочные работы получили широкое распространение на производстве и в небольших автомастерских. Между тем, выполнение сварки под аргоном в ручном режиме сопряжено с определенными трудностями. Так, электрод должен идти ровно и сварщик не должен допускать колебательных движений. В противном случае может быть нарушено облако защитного газа и в результате чего качество шва упадет.
Поэтому для ремонта литых автомобильных дисков довольно часто используют полуавтоматическую сварку.
Сварка дисков
Содержание:
Все транспортные средства имеют колеса, одной из составляющих которых являются диски. Езда по не совсем качественным дорогам может привести к их повреждениям, и потребуется ремонт. Сварка колесных дисков может быть осуществлена самостоятельно.
Виды дисков
Благодаря тому, что при изготовлении штампованных дисков используются материалы, обеспечивающие мягкость и пластичность, их можно отнести изделиям с высокой ремонтопригодностью. При эксплуатации автомобиля это становится существенным достоинством.
При возникновении механических ударов диск сминается, и его форма изменяется. При этом он воспринимает на себя основную часть удара, частично гася его. Измененный диск подлежит восстановлению, в частности применяется ремонт дисков сваркой. Недостатком штампованных дисков является их большой вес. Это может привести к ухудшению динамики и увеличить расход бензина.
Литые диски представляют собой цельную деталь, изготовленную методом литья. Для их изготовления в основном используются сплавы на основе алюминия. Сталь для этого является непригодной. Для того, чтобы литые диски приобрели большую прочность, их подвергают закалке, которая снимает остаточное напряжение. После этого диски покрывают лаком.
Большим преимуществом литых дисков является их небольшой вес. Вследствие этого снижается нагрузка на подвеску автомобиля, что повышает его устойчивость и легкость управления. Подвеска при этом меньше изнашивается. Из-за уменьшения встрясок увеличивается комфорт езды в таком автомобиле. Благодаря тому, что во внутренней части отсутствуют колпачки, тормозная система может охлаждаться естественным путем. Использование алюминия обеспечивает увеличенную стойкость к коррозии. Таким образом, компенсируются первоначальные затраты.
Кованные диски от литых отличаются технологией их изготовления.
Материалом для них служат легкие алюминиевые сплавы с добавление магния. Технология изготовления заключается в горячей штамповке. Полученные заготовки затем подвергаются механической обработке, обеспечивающей необходимый дизайн.
Красота кованных дисков сочетается с легкостью и прочностью. Важным качеством является пластичность. При получении машиной сильного удара кованный диск не растрескается, а сомнется. Это обеспечит возможность его восстановления, что обеспечит сварка кованных дисков.
Виды повреждений
Если сравнивать различные типы дисков, то можно заметить, что кованным дискам присуща высокая хрупкость, а литые и штампованные легко гнутся. В зависимости от этого требуются различные методы их восстановления.
Сварка дисков становится необходимой при следующих повреждениях:
Эти повреждения поддаются исправлению, за исключением трещин на ступице, а также критичных отклонений от геометрии. Для исправления повреждений используется сварка дисков аргоном. Особенно целесообразно использовать этот метод при образовании трещин и сколов. Правка литых дисков сваркой осуществляется именно этим способом.
Ремонт аргоновой сваркой
Ремонт дисков сваркой аргоном является наиболее эффективным методом, поэтому он получил наибольшее распространение. Хотя этот газ входит в название способа, в непосредственном соединении металлических деталей участия он не принимает. Его функция заключается в создании защитной среды, что позволяет успешно осуществлять сварку различных металлов.
Достоинство метода аргонной сварки заключается также в отсутствии предварительной подготовки изделия, за исключением очистки от загрязнений. Благодаря защитной среде из аргона не происходит образование оксидной пленки. Сварка литых дисков аргоном позволяет устранять дефекты в труднодоступных местах.
Аргоновая сварка дисков потребует следующего оборудования:
Сварка легкосплавных дисков будет обеспечена при использовании неплавящихся электродов из вольфрама.
Допустимыми являются небольшие примеси других металлов, что улучшает качество электрода. Неплавящимися такие электроды называют, потому что при сварке их размер практически не уменьшается. Сварка алюминиевых дисков вольфрамовыми электродами обеспечит получение хорошего результата.
Не следует забывать о средствах индивидуальной защиты. К ним относятся плотный костюм, крепкая обувь, брезентовые рукавицы и маска сварщика.
Технология сварки
Ремонт литых дисков сваркой аргоном требует предварительного определения химического состава основного материала, поскольку металлические заплатки должны ему соответствовать для хорошей свариваемости и иметь приблизительно такие же характеристики. Возможно соединение только однородных металлов.
В зависимости от степени повреждения на оборудовании выставляют соответствующую мощность. Если толщина металла менее трех миллиметров, то предварительная разделка кромок не требуется. Сварка литых дисков должна осуществляться на повышенной скорости, что сведет к минимуму тепловое воздействие на обрабатываемый металл. Для лучшего розжига дуги следует осуществлять предварительный прогрев электродов.
Сохранение длины дуги в диапазоне 1-1,5 миллиметров будет способствовать разрушению оксидной пленки на поверхности, что необходимо для получения качественного шва. Чтобы не было нарушено облако защитного газа, сварщик должен вести электрод ровно, не допуская колебательных движений. Равномерность подачи присадочного материала будет обеспечена при использовании полуавтоматического оборудования.
Если предстоит сварка участков, значительных по толщине, то место сварки необходимо предварительно разогреть во избежание появления в металле трещин. Для этого используется горелка или резак.
Начинать ремонт дисков сварочным методом следует с установки тока силой 150 Ампер. Сварку рекомендуется осуществлять в два прохода, сваривая вначале корень шва, а затем производить заполнение соединения. Горелкой также можно пройтись с изнанки шва для его выравнивания.
Если необходимо произвести наплавку на недостающую часть, то выставляется ток небольшой величины, порядка 120-140 Ампер. Наращивание следует осуществлять в несколько слоев, удалив после окончания сварки излишки методом шлифовки. Если заваривается трещина, то необходимо следить за тем, чтобы металл шва покрывал стороны с запасом. Если после зачистки шва найдутся непроплавленные участки, то следует пройтись по шву повторно, а затем подвергнуть очистке.
Заваривают кратер шва, не прерывая горения дуги, путем постепенного снижения напряжения. Подачу аргона прекращают только через несколько секунд после завершения сварки диска. Помимо ремонта этих частей автомобиля таким же образом может осуществляться сварка дисков мотоцикла.