Применение холодной сварки. Свойства и технология

При ремонте автомобильных агрегатов нередко требуется заделать отверстия и трещины, восстановить посадочные места, соединения различных деталей. Для этих работ традиционны «горячие» методы — термическая сварка, пайка, наплавка. Между тем покупатель на автомобильном рынке часто слышит притягательные слова: «холодная сварка». Так нередко называют группу композиционных материалов типа клеев, которые настолько прочно соединяются с ремонтируемыми поверхностями (точнее, имеют такую высокую адгезию), что их сравнивают со сваркой. Даже в научной литературе за ними закрепилось название «холодная молекулярная сварка» (ХМС). Об опыте использования подобных материалов (в основном, отечественного, марки «Реком») при ремонте автомобилей рассказывает профессор Георгий ВОЛКОВ, заведующий кафедрой «Материаловедение» Московской государственной академии автомобильного и транспортного машиностроения.

Достоинства холодной молекулярной сварки давно привлекают к ней внимание технологов. Ее применение началось почти одновременно у нас в стране и за рубежом. Еще в 1962 году при Ленинградском филиа­ле НИИАТ была организована лаборатория по применению синтетических материалов в авторемонтном производстве, там разрабо­тали большой ассортимент эпоксидных со­ставов и организовали их выпуск в виде ре­монтных наборов и аптечек. Однако отсут­ствие рыночных отношений не позволило отечественным ученым реализовать потен­циальные возможности ХМС.

В то же время зарубежные производи­тели активно продавали композиционные материалы, сопровождая их чаще всего лишь рекламными сообщениями; научные же публикации были немногочисленны. Низким был и уровень сервисного сопрово­ждения технологии. Все это существенно тормозило внедрение передового метода в практику авторемонта. Теперь для решения инженерных задач создана Международная москов­ская корпорация «Мосинтраст», которая с 1992 года стала сот­рудничать с авторемонтными предприятиями. Обобщение на­копленного корпорацией опыта позволило выявить области, где рационально применять холодную молекулярную сварку.

Так, например, композици­онные материалы незаменимы при ремонте корпусных деталей из чугуна и силумина, восстанов­ление которых традиционными термическими способами крайне сложно, особенно в условиях ав­тохозяйств. По новой технологии «размороженный» двигатель ре­монтируют за три-четыре часа, достаточно лишь снять его с ав­томобиля и «отогреть» в поме­щении с температурой не ниже 15°С. При этом гарантировано, что трещины не смогут распро­страняться дальше. Более того, всего через сутки (!) после завершения ремонта двигатель готов к работе.

Фантастика? Ничуть не бывало. Именно так на предприятии ЛАГ «Сервис» отремон­тировали «размороженный» дизель Д-41. У него в блоке цилиндров образовалась почти полуметровая (480 мм) трещина, причем стенки блока в месте разрыва выдавились наружу на высоту до 5 мм. Ремонт выполнили по отработанной технологии: определили границы и засверлили концы трещины, раз­делали ее и укрепили болтами через 50-60 мм. Затем на трещину нанесли слой «Рекома» толщиной до 3 мм.

Другая ситуация: отломана и утеряна часть стенки блока цилиндров. Прежде блок, естественно, меняли. Состав «Реком» дал возможность «приклеить» на дефектное место стальную заплату, дополнительно ук­репив ее болтами. В этом случае срочный ремонт можно сделать непосредственно на автомобиле, используя «Реком» быстрого отверждения. Через два часа после такого ремонта машина готова к выезду.

dhdhudhndhnydhdhndh200Препараты для холодной молекулярной сварки

Технологию «холодной сварки» уже взяли на вооружение многие авторемонтные предприятия. В автокомбинате № 2 Управ­ления делами администрации Президента РФ разработана технология комплексного ремонта и восстановления радиаторов для автомобилей ГАЗ-3102, а также радиаторов иномарок, алюминиевые или пластмассовые части которых традицион­ными способами отремонти­ровать невозможно. Эта же технология применяется для ремонта и восстановления радиаторов «Газели» и «Москвича-2141» на авто­комбинате Московского почтамта. А в ТОО «Автодормехбаза» с помощью «Рекома» отремонтировали задний мост грейдера. Де­фект — течь масла по литей­ной трещине общей длиной около 300 мм. Узел не при­шлось даже снимать с ма­шины. Определили и за­сверлили концы трещины, разделали ее края и укрепи­ли скобами. Затем нанесли «Реком». Через 24 часа грейдер был готов к работе. Затвердевший компо­зит поддается механической обработке — фрезеровке, обточке, нарезанию резьбы. Накладывая «Реком», можно также формировать геометрию рабочей по­верхности восстанавливаемой детали (пока «Реком» не застыл). В качестве шаблона обычно используют ответную деталь, сма­занную разделительным составом. Получа­ется гладкая блестящая поверхность, кото­рая идеально воспроизводит рельеф шаб­лона. Например, на предприятии «Совтрансавто-Москва» по технологии ХМС восста­навливают шлицевые соединения карданных валов на тяжелых грузовиках «Мерседес-2236». «Реком» наносят на подготов­ленные поверхности шлицев вилки кардан­ного вала, а поверхность шлицев розетки обрабатывают разделительной жидкостью. При их соединении новая поверхность фор­мируется без дополнительной механической обработки. Время полного отверждения композита — 24 часа. Отремонтированные валы успешно отслужили уже по 50 тысяч километров.

Еще один пример. В результате проворота вкладыша было разбито посадочное место распределительного вала в двигателе РАБА-МАН. Выработка металла составила 0,1 мм. Обычно такие повреждения не вос­станавливают, а просто заменяют детали. Помог «Реком»: нанесенный на подготов­ленную поверхность посадочного места, он был «придавлен» вкладышем, смазанным разделительной жидкостью. Вкладыш от­центровали самим распределительным ва­лом, а выдавленный излишек «Рекома» удалили шпателем. Таким образом было сформировано новое посадочное место вкладыша, точно соответствующее номи­нальному значению.

Впрочем, подобный ремонт может по­казаться не слишком ярким примером. А что вы скажете о ремонте направляющих махо­вика на автомобиле МАЗ, посадочные от­верстия которых были разбиты из-за ос­лабления креплений? Именно эту поломку удалось устранить на автокомбинате № 3. Внутренние поверхности отверстий механи­чески обработали и нанесли на них «Ре­ком». Затем в отверстия вставили направ­ляющие, а лишний материал, выдавленный из отверстий, удалили. Центровку направ­ляющих проводили непосредственно самим маховиком, который установили на место и закрепили болтами. Специалистам по ре­монту тяжелых грузовиков нетрудно пред­ставить себе, какие средства позволило сэ­кономить применение «холодной сварки».

Приведенные примеры ремонта нельзя назвать уникальными: «Реком» выручал ав­торемонтников уже не одну сотню раз и, по свидетельству специалистов ММК «Мосинтраст», ни разу не подвел. Более того, на основе базового композита «Реком-Б» (кото­рый, кстати, в 2,5 раза дешевле зарубежных аналогов, а по качеству превосходит их) разработаны также композиты со следую­щими специальными свойствами:

— «Реком-В» с адгезией к влажной по­верхности. Обеспечит ремонт радиатора, водяной рубашки двигателя и коммуникаций в процессе эксплуатации агретатов без их опорожнения;

— «Реком-М» с адгезией к замасленной поверхности. Для аварийного ремонта кар­теров и поддонов двигателя, маслонасосов и маслопроводов;

— «Реком-Ж» (жаростойкий). Для ре­монта деталей цилиндро-поршневой группы двигателя и системы выхлопа;

— «Реком-И» (износостойкий). Для ре­монта узлов трения и деталей, изнашивае­мых контртелом;

— «Реком-0». Для ремонта автотранс­портной техники при отрицательных темпе­ратурах в полевых условиях;

— «Реком-С» (супер). Композит нового поколения с адгезией к стальной поверхно­сти на уровне 35 МПа. Зарубежных анало­гов не имеет.

Для изготовления «Рекома» необходи­мо недефицитное сырье крупнотоннажного производства, что обеспечивает экономиче­скую конкурентоспособность материала как универсального, так и специального назна­чения.

Конечно, материалы типа холодной мо­лекулярной сварки используются не только автотранспортными предприятиями. Индиви­дуальный автовладелец также может их при­менить при ремонте собственного автомоби­ля — соответствующие материалы в продаже уже есть, так что не огорчайтесь, если вам не удалось приобрести именно «Реком». Необ­ходимо только учитывать следующее — тех­нология очень чувствительна к аккуратности исполнителя. Если вы заинтересованы в ка­чественном результате — постарайтесь как можно лучше подготовить и обезжирить со­единяемые поверхности, тщательно переме­шать клеевую композицию. И тогда вы смо­жете делать такой ремонт, о котором не­сколько лет назад и не мечтали.

Техническая характеристика «Реком-Б» (базовый состав) для холодной молекулярной сварки

Технологические свойства: возможность наносить смесь на вертикальные поверх­ности; время использования смеси — не менее 30 мин при 20-30°С; время полного набора прочности — 24 ч при 20-30°С; механическая обработка производится по ре­жимам металлообработки углеродистых сталей; обработка рекомендуется через 24 ч. Физико-механические свойства: предел прочности при сдвиге по стыку со сталью -не менее 20 МПа при фактическом значении 25 МПа; предел прочности при сжатии -не менее 100 МПа при фактическом значении 135 МПа; предел прочности при изгибе -70 МПа; предел прочности при растяжении — 45 МПа; твердость по Бринеллю НВ — 10 МПа; коэффициент линейного термического расширения — 5-10~6/°С; рабочая темпе­ратура — 150°С, кратковременно до 200°С; коэффициент трения в масле — 0,06; по из­носостойкости в пять раз превосходит углеродистые стали; плотность — 2,1 г/см3.