Сварка выпускного чугунного коллектора своими руками в гараже

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:

• отработанные газы, имеющие высокую температуру;
• смеси агрессивного характера;
• уязвимость металла при высоких нагрузках во время эксплуатации.

1. Сажевый фильтр (катализатор) служит для задержки сажи, содержащейся в выхлопных газах, поэтому сотовые сегменты сильно засоряются, из-за высоких температур происходит оплавление сегментов. Признаки неполадок — из выхлопной трубы газы практически не выходят или появляется едкий сизый дым.
2. Кислородные датчики — происходит разгерметизация или перегрев корпуса, моральный износ, нет контакта в электрической цепи машины, произошли механические повреждения.
3. Гофра в глушителе представляет собой цилиндр, внутри которого находится гофрированная трубка, защищенная двойной оплеткой, верхний слой которой выполнен из нержавеющей стали. Корпус эластичный, поэтому гасит негативные колебания и предотвращает разрушение всей системы — разрыв происходит из-за резкого повышения давления газов при забитом катализаторе.
4. Резонатор устанавливается перед основным глушителем, поэтому многие автолюбители называют его малым или дополнительным аналогичным элементом выхлопной системы. Если увеличилась громкость выхода газов, вибрирующие звуки в месте установки резонатора, то это говорит о том, что одна из внутренних составляющих изделия прогорела.
5. Глушитель, о том, что его следует ремонтировать или срочно менять, предупреждают громкие звуки при работе ДВС или резкое падение мощности двигателя, а также сильная вибрация в месте крепления.
6. Выпускной коллектор, если в салоне чувствуется запах отработанных газов, значит, на его корпусе появилась трещина или произошел разрыв патрубка.

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

Общая информация

Вне зависимости от автомобиля в нем может быть установлен трубчатый или цельный коллектор. Цельный агрегат отливается из чугуна и не имеет швов. Он наиболее прочный и долговечный. Трубчатый изготавливается путем сварки нескольких труб в единую систему. Такой вариант менее надежный, но более ремонтопригодный, поскольку зачастую лопаются именно швы и их можно без проблем наплавить заново.

Сами коллекторы изготавливаются из чугуна, жаростойкой стали или алюминия. Агрегат охлаждается с помощью воздуха, но порой этого недостаточно. В критических ситуациях коллектор сильно перегревается или переохлаждается, швы лопаются, образуются трещины или другие видимые дефекты.

Причиной возникновения трещин могут стать неисправности в двигателе, неправильная работа катализатора, неаккуратная езда по лужам и слякоти, неправильная мойка двигателя, агрессивная манера вождения и многое другое. Иногда частые поломки связаны с браком на производстве или желанием производителя сократить срок эксплуатации авто. Современные автоконцерны не ставят в приоритет качество своих автомобилей, часто изготавливая комплектующие из некачественного металла или допуская огрехи при сборке. Сварка коллектора необходима, если трещины достигли длины 5 сантиметров и больше, если фрагменты коллектора выгорели, сам коллектор раскололся на несколько составных частей, лопнули швы.

Технология

Когда пользователь сталкивается с проблемами в работе коллектора транспортного средства, ему необходимо немедленно произвести осмотр детали. Если появилась небольшая трещина, лучше заварить ее сразу, поскольку промедление может обернуться обрывом патрубка

Важно принимать во внимание, что чугун требует к себе внимания и аккуратности со стороны мастера, а иногда и большого опыта в сварочных работах

Как только начинается нагрев элемента, температуру требуется поддерживать постоянно. Опытный сварщик знает, что чугун остывает быстро. Очень легко предотвратить распространение трещины в момент проведения сварочных работ, для этого достаточно с обеих сторон сделать небольшие отверстия. Их просверливают при помощи специализированного инструмента. Чтобы металл полностью заделал трещину, ее нужно немного разделать. Прилегающий участок обязательно зачищается.

В момент проведения сварочных работ наблюдается большое выделение СО2. Так происходит потому, что углерод выгорает, вот почему в помещении должна быть организована мощная вытяжка, а при возможности работу лучше выполнять на улице. Вместе с тем, большое парообразование приводит к ухудшению качества шва. Даже после того, как работа будет закончена, деталь продолжают подогревать. Также можно избежать образования белого налета на поверхности. Его потом будет невозможно обработать.

Не нужно впадать в панику. Если на коллекторе образовалась трещина или он и вовсе развалился на две половины. Когда детали не более 10 лет, нет необходимости покупать новую, можно просто сварить ее. Можно использовать аргон или просто наплавить чугун на трещину. Кромки трещины, которые требуется разделать по всей глубине, не стоит обрабатывать стандартной болгаркой. Хоть этот инструмент и чаще других можно отыскать у соседа или у себя в гараже, он не совсем подходит для выполнения подобной работы.

При выборе метода наплавки применяется газопорошковый состав. Бывает и так, что коллектор выгорел до такой степени, что даже опытному сварщику не под силу вернуть его к жизни. Это, наверно, единственный случай, когда стоит задуматься над покупкой новой детали. Если есть возможность, то опытные мастера советуют использовать сварочный кондуктор. Он позволит сделать так, чтобы деталь остывала постепенно.

Уже после шов потребуется тщательно отшлифовать. Важным условием последующей нормальной работы является восстановление имеющихся плоскостей. Если этим правилом пренебречь, то может случиться так, что шов, спустя некоторое время, может лопнуть. Запрещено делать ремонт при отсутствии прокладки у коллектора. В процессе работы геометрия отверстий должна постоянно находиться под контролем.

Работа в автосервисе может занимать до 5 часов, все зависит от сложности отдельного случая. И это при условии, что использовалась сварка аргоном или электродами. Несколько дней занимает восстановление коллектора при помощи газопорошковой наплавки. В этом случае на полное остывание уходит до суток.

Если есть необходимый навык, то можно сделать ремонт коллектора в собственном гараже. Просверленные отверстия должны находиться на расстоянии 3-5 см от образовавшейся трещины. Хорошо, если есть стол-манипулятор, при помощи которого удобно закрепить деталь в желаемом положении. Так ее оставляют и до полного остывания.

Любой опытный сварщик скажет, что при желании сэкономить автовладелец должен трезво оценивать собственные силы и возможности. Порой лучший способ устранить проблему – обратиться в специализированный сервис, где поломку устранят за несколько часов. При неправильном использовании сварочного агрегата, неверно выбранных электродах и несоблюдении условий наложения шва можно только ухудшить ситуацию. Небольшая трещина легко превратится в ту, с которой будет сложно работать даже мастеру, соответственно, и стоимость ремонта обойдется дороже.

Желание быстро управиться с поставленной задачей также не приносит положительного эффекта. Работать с чугуном сложно, но внимательность и отсутствие спешки упрощают процесс. При неправильном подходе могут появиться новые трещины, порой после самостоятельного ремонта коллектора ничего не остается, как только отправить его на свалку.

О сварке чугунного коллектора смотрите в следующем видео.

Вместо заключения

Помните, что несоблюдение технологии сварки, нарушение техники безопасности и желание поскорее закончить ремонт выпускного коллектора могут привести к плачевным последствиям. Работу некоторых сварщиков порой невозможно переделать из-за огромного количества ошибок, и такой коллектор автоматически отправляется на свалку.

У многих автовладельцев современных или ретро автомобилей иногда возникают серьезные проблемы с тем, что у них лопается выпускной коллектор и им приходится как-то его ремонтировать, ведь на данный момент стоимость коллектора оставляет желать лучшего. Она колеблется от 30 до 60 тысяч рублей или 1 – 2 тысячи долларов.Да, действительно немалые деньги. Поэтому Вам просто необходимо воспользоваться специальными электродами для сварки чугуна и исправить ситуацию.

Все проблема сваривания коллектора в том, что он сильно хрупкий и может легко треснуть. Это значит, что его можно сваривать только на слабом токе и не сильно разогревать. Для того, чтобы быстро и качественно его заварить Вам просто необходимо воспользоваться специальными электродами для сварки чугуна. Также если коллектор сильно разогретый, то он моментально трескается. Поэтому многие люди делают вывод, что его просто нереально заварить и начинают собирать деньги на новый. Они считают, что из-за сваривания коллектор не только пустит трещину, но и вовсе разломится.

Однако некоторые люди, которые хотят сэкономить деньги и время используют специальные электроды для сварки, которые имеют специально разработанное покрытие, позволяющее сваривать чугунные изделия без никаких проблем. Помимо специального покрытия и высокого качества электродов в целом, Вам также нужно и правильно производить сваривание. Помните, что ошибка может стоить коллектору жизни, а Вам, в свою очередь, 1 – 2 долларов.

Перед свариванием Вам нужно кое-что знать. Чугун – это железоуглеродистый сплав, содержание углерода в котором более 2,14%. То, что в чугуне очень много углерода влияет на его прочность. К примеру, в сером чугуне присутствует графит

Присутствие таких материалов в металле ослабляет металл к механическим повреждениям, поэтому Вам обязательно нужно помнить, что в обращении с чугуном нужно проявлять большую осторожность

В наше время для сварки чугуна применяются электроды ЦЧ-4, которые также применяются и для сварки меди. Многие люди не могут понять, почему же нужно использовать именно этот вид электродов. Как уже говорилось выше, при сваривании чугунного выпускного коллектора нужно не допускать сильного нагревания металла, а медь – это металл, который начинает плавиться при температуре 700 – 800 градусов. Как раз такой температуры достаточно для того, чтобы уберечь чугунное изделие от трещин и разломов.

Перед свариванием коллектора, разогрейте его до температуры 600 – 650 градусов, только обязательно после подогрева сразу же начинать сваривание. Перед разогревом и свариванием нужно обязательно очистить поверхность свариваемого металла от загрязнений. После очистки и разогрева Вы можете смело, а главное оперативно приступать к свариванию выпускного коллектора.

Как видите, производить сваривание выпускного коллектора не и сложно, но все-таки требуется смелость и скорость сваривания. Поэтому производить сваривание коллектора должен желательно не новичок, а профессионал.

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.

Ремонт коллекторов из нержавеющей стали

У нержавеющей стали есть свои особенности, которые также необходимо учитывать.

1) Легированные сплавы также могут быть подвержены разрушению.

2) Примеси металлов( никель, хром ) которые содержаться в нержавейке при нагревании окисляются и портят структуру металла. Это может плохо сказаться на качестве соединения. Ремонт коллектора из нержавейки сложный процесс и к нему нужно подходить с умом . Для  нержавеющей стали применяется специальный метод аргоновой сварки. Для работы с нержавейкой необходима определённая сила тока которая подбирается экспериментально.

Методы сварки нержавейки в зависимости от оборудования:

1) Тугоплавкие вольфрамовые электроды применяются для работы в режиме CD/АС TIG

2) Для ручной сварки потребуются жаростойкие присадки с рутиловым покрытием марки MMA.

3) Полуавтоматическая с получением качественного шва.

В бытовых условиях(в гараже) обычно применяется третий способ.

С ремонтом лучше всего обратиться в специализированную мастерскую. Там профессионалы смогут не только починить его но и немного улучшить его характеристики.

Аргоновая сварка

Сварка аргоном целесообразна, если имеется специальное оборудование — TIG. Такой вид  гораздо дороже, чем привычная всем сварка углекислотой. Оборудование стоит достаточно дорого, да и аргон не самый дешевый газ. Качества шва при аргоновом методе не всегда получается хорошим. Тут всё зависит от профессионализма сварщика. Также при таком методе просто необходим дополнительный отвод воздуха( вентиляция).

Что лучше сварка в аргоне или холодная

Холодная сварка — это только временное решение. Надёжнее сделать горячую сварку в аргоновой среде или в углекислоте. Её лучше использовать тем кому нужно срочно куда-либо ехать и на полноценный ремонт просто не хватит времени.

выпускной коллектор из нержавеющей стали

Пример выпускного коллектора из нержавейки

Обзор методов сварки

Выпускной коллектор можно сварить несколькими методами. Для этого используются электрические машины и подходит даже холодная сварка. Можно использовать следующие варианты:

• горячий;
• полугорячий;
• холодный.

При горячем способе разогрев метла производится до температуры в 600-650 С. Если используется полугорячий метод, то показатель снижается до отметки 300-350 С. Нагревания не происходит вовсе при использовании холодной сварки. В этом случае шов появляется небольшими отрезками, потом сверху накладывается дополнительно еще один слой. Только так можно избежать коробления металла.

Газовая

Один из тех вариантов, который обеспечивает качественный шов. Характеризуется минимальным выгоранием углерода. Чтобы изделие не трескалось, его допускается предварительно нагревать до произведения сварочных работ. Остывание происходит медленно.

Полуавтомат

Это простой метод, но от сварщика нужно знать, как выполняется сварка чугуна, в какой последовательности и каким образом предварительно подготавливается деталь. От последнего условия будет зависеть качество сварного шва и его прочность. Присадочный материал – проволока особого назначения.

Аргон

Большинство сварщиков используют в качестве защитного газа аргон, такая работа выходит дорогостоящей. Гораздо удобнее воспользоваться TIG сваркой с использованием электрода неплавящегося типа. Он обязательно должен быть изготовлен из вольфрама.

Инвертор

Такой метод характеризуется длительной подготовительной работой. Область обработки тщательно зачищается. Степень готовности определяется по металлическому блеску. Затем необходимо обработать поверхность обезжиривателем. Специалисты советуют использовать Б-70 или ацетон. На третьем этапе трещину углубляют и придают ей конусообразную форму. При использовании инвертора материал накладывается послойно. Как опорный элемент применяется шпилька из стали.

Виды сварки

Сварка выпускных коллекторов позволяет решить многие проблемы:

• ликвидировать трещины;
• припаять отвалившиеся части;
• вернуть расколовшейся части прежний вид;
• увеличить толщину деталей.

Существует несколько видов применяемой сварки. Она может быть горячей. Нагревание происходит до температуры 600 градусов. При полугорячем способе металл разогревают до 350 градусов. Холодный метод не предусматривает нагревания в принципе.

Сварка блока цилиндров может осуществляться, как горячим, так и холодным способом. Однако, следует учитывать, что для каждого способа применяются свои электроды.

Горячая сварка чугунного блока двигателя предполагает нагрев до температуры до 650 градусов, выполнение сваривания при этой температуре и медленное охлаждение. Нагрев осуществляется в специальных печах или с помощью газового пламени. Перед началом горячей сварки необходимо произвести очистку от загрязнений, засверливание концов трещин и разделку кромок.

Горячая сварка блока цилиндров из чугуна обеспечит образование шва, который по своему составу будет близок к основному металлу, что устранит появление в шве и зоны вокруг него трещин. Сварка блока цилиндров двигателя горячим способом ведется таким образом, чтобы вся поверхность места сварки находилась в жидком состоянии. Это может обеспечить отсутствие перерывов в процессе сварки.

Холодная сварка блока двигателя осуществляется методами ручной и полуавтоматической сварки плавящимися электродами без предварительного нагрева. Существование большого количества разновидностей холодной сварки объединяет требование к применяемым электродам. Используемые электроды могут быть стальными, из специальных сплавов и чугунными.

При холодной сварке швы делаются как можно более короткими. Желательно, чтобы их длина не превышала 25 миллиметров. Лучше всего при холодной сварке использовать электроды марки Zeller. Холодная сварка выпускного коллектора из чугуна применяется, когда требуется исправление незначительных дефектов небольшого размера.

Сварка чугунного коллектора имеет свои особенности. Это объясняется тем, что такой материал, как чугун, относится к трудно свариваемым металлам. В состав чугуна входят железо и большое количество углерода. Углерод представлен, в частности, в виде графита. Присутствие графита вызывает у чугуна пористость его структуры.

После окончания наложения шва при быстром остывании чугун становится слишком хрупким, и начинает происходить образование трещин. Поэтому температуру следует снижать постепенно. Также поможет введение в тело шва никеля. Его смешение с железом увеличит твердость, что снизит вероятность появления трещин.

Сварка чугунного блока требует проведения подготовительных операций:

1. Очищение от загрязнений и следов масла.
2. Разделка кромок.
3. При холодной сварке — установка шпилек.
4. При горячей сварке — предварительный прогрев.

Для получения прочного соединения при холодном способе применяют сварку со стальными шпильками. Эта технология заключается в том, что перед тем, как начнется сварка чугунного блока двигателя, в кромки деталей ввертывают шпильки, а затем их заваривают.

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:

1. Горячий — разогрев заготовки происходит до 600—650 °C.
2. Полугорячий, когда металл разогревается не выше 300—350 °C.
3. Холодный вариант — нагревание детали не производится.

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:

• область сварки зачищается до блеска лепестковым кругом;
• затем тщательно обезжирить поверхность бензином Б-70 или другим растворителем;
• трещину углубить, сделав конусообразную расшивку.

С инвертором сварка выполняется послойно, а в качестве опорных элементов используются шпильки из стали.

Виды компоновки труб коллекторов

Выпускной коллектор с компоновкой 4-1. Представляет собой четыре трубы-канала, соединенных в одну общую трубу (количество каналов соответствует количеству цилиндров).

Трубчатый коллектор 4-1

Выпускной коллектор 4-2-1. В таких коллекторах трубы сначала соединяют цилиндры, работающие в паре (на одном такте), а потом переходят в одну общую трубу.

Выхлопная система 4-2-1

Важным параметром выпускных коллекторов является их длина, а соответственно — и объем. При недостаточной длине выпускных каналов энергии потоков выхлопных газов будет достаточно, чтобы попасть в каналы соседних цилиндров и негативно влиять на их работу. В таких коллекторах плохо синхронизированы волновые движения газов с работой двигателя. В тоже время на двигателях с небольшой длинной выпускного коллектора, как правило, «узкие» фазы газораспределения с относительно небольшим объемом выхлопных газов. Производство коллекторов с малой длиной оправдано низкой стоимостью.

Цельный коллектор 4-1 с малой длиной выпускных каналов

На мощных и производительных двигателях используются длинные выпускные коллекторы. В таких коллекторах часть объема выхлопных газов стремится по общей трубе в следующие узлы выхлопной системы, а часть — «отражается» к остальным цилиндрам. Для перехода волны из одного цилиндра в другой потребуется значительно больше времени, что создает определенно лучшие условия для разряжения и продувки.

Комплект выхлопной системы 6-2-1

Выпускной коллектор с равной длиной выпускных труб (равнодлинный). Как правило, устанавливается на мощные спортивные автомобили.

Сложный равнодлинный выпускной коллектор,изготовленный из труб

Равнодлинный коллектор позволяет равномерно осуществить выпуск во всех цилиндрах и лучше синхронизировать работу двигателя с выхлопной системой. Тюнинг выпускного тракта можно делать на любом двигателе. Это гарантированно принесет дополнительные 3-5% мощности.

Проблема с температурой решается установкой теплоизоляции. Для этого можно использовать металлический кожух либо специальную негорючую ткань.

Существуют модели коллекторов, в которых в качестве теплоизоляции применяется керамическое напыление.

Кожух выпускного коллектора

Каналы коллектора, изолированные специальной тканью

Выпускной коллектор и улитка турбины c керамическим напылением