Восстановление и соединение металлических деталей
§ 47. Восстановление и соединение металлических деталей
Клеевые составы, приготовленные на основе эпоксидных смол, способны прочно склеивать различные однородные и разнородные металлы, а также неметаллические материалы. Они могут быть различной консистенции, в виде жидкости или пасты. Последние используются для заполнения углублений любой формы (трещин, вмятин и т.п.), а также декоративных покрытий. Отвердевшие эпоксидные пасты обладают высокой адгезией (способностью прочного сцепления с металлами и другими материалами), значительной механической прочностью, эластичностью, стойкостью по отношению к нефтепродуктам, воде, слабым растворам солей, щелочей, кислот, большинству растворителей, воздействию атмосферы. Они отличаются также хорошими диэлектрическими свойствами.
Механическая прочность отвердевших эпоксидных паст (на растяжение, сжатие, изгиб, ударную вязкость) в два раза меньше прочности чугуна, но при армировании стеклянной тканью близка к прочности стали. Эпоксидная паста дает незначительную усадку, монолитна, в ней не образуются поры раковины, трещины.
Эпоксидные клеевые составы можно применять для восстановления различных деталей, температура которых в процессе эксплуатации не превышает 250°С. Отвердевшая эпоксидная паста легко обрабатывается обычными инструментами для обработки металлов. При этом она не разрушается и не отстает от металла даже при значительных вибрациях.
Эпоксидные пасты приготовляют из эпоксидных смол и специальных веществ, выполняющих роль пластификаторов, наполнителей и отвердителей.
Эпоксидные смолы Эд-5 или Эд-6 выполняют в клеевом составе роль связующего вещества; при соединении с отвердителем они проявляют клеящие свойства. Эти смолы выпускают заводы химической промышленности в готовом для употребления виде.
При восстановлении деталей наибольшее распространение получила эпоксидная смола Эд-6, представляющая собой вязкую, медленно текущую жидкость светло-коричневого цвета. Смола Эд-5 по сравнению со смолой Эд-6 имеет меньшую вязкость; ее применяют без наполнителя в тех случаях, когда необходим более жидкий клеевой состав (для заделки тонких трещин и пор), обладающий большей прочностью на изгиб и ударной вязкостью.
Пластификаторы вводятся в клеевой состав с целью увеличения эластичности клеевой пленки и повышения ее ударной вязкости и стойкости к температурным колебаниям.
Наполнители повышают механическую прочность и теплостойкость клеевого состава, снижают усадку и приближают коэффициент его термического расширения к коэффициенту термического расширения склеиваемого металла, введение наполнителей снижает также стоимость клеевого состава. В качестве пластификатора применяют слюдяную муку, газовую сажу, измельченный асбест, тонко измельченные металлические порошки (чугунные, стальные или алюминиевыё), портланд-цемент, стеклоткань. Отвердители вводятся в эпоксидный клеевой состав для превращения его из тестообразного или жидкого состояния в необратимое твердое. Для отверждения клеевых составов при температуре 15…20°С в качестве отвердителей обычно применяют полиэтилен-полиамин, представляющий собой вязкую маслянистую жидкость различных оттенков от светло-желтого до темно-бурого. - В табл. 26 приведены рецепты клеевых составов, наиболее часто применяемых при ремонте автомобилей.
Рекомендуемые материалы
Эпоксидный клеевой состав подготавливают к употреблению: компоненты смешивают в той последовательности, в которой они перечислены в рецепте. Для этого эпоксидную смолу вместе с тарой, в которой она хранится нагревают в водяной ванне до температуры 50…60С. Затем в нее вводят пластификатор- дибутилфталант тщательно перемешивая смесь в течение 5…7 мин. К полученной смеси добавляют наполнитель; затем ее опять перемешивают в течение 5 мин, после чего охлаждают при температуре 18…20С. Отвердитель вводят в смесь непосредственно перед применением клеевого состава (срок технологической годности клеевого состава с введенным отвердителем при комнатной температуре не превышает 30 мин); после этого вязкость клеевого состава настолько возрастает, что практически не представляется возможным наносить его на поверхность детали. При введении отвердителя в результате химической реакции может произойти разогрев смеси и быстрое отверждение клеевого состава. Поэтому смесь готовят в плоских металлических или картонных противнях в количестве, необходимом для разового применения. Клеевой состав без отвердителя может храниться неограниченное время.
Эпоксидный клеевой состав отверждается при температуре 0° С в течение 24—70 ч. Для сокращения времени отверждения до 1—4 ч состав нагревают до температуры 80—100°С. Нагрев можно производить в сушильном шкафу, с помощью нагревательных элементов терморадиационного излучения или переносных электрических нагревательных печей. Прогревать клеевой состав открытым пламенем нельзя.
Процесс восстановления деталей эпоксидными клеевыми составами состоит из подготовки дефектной поверхности детали, на несения клеевого состава и обработки поверхности после этого.
Рассмотрим в качестве примера схему технологического процесса заделывания трещин на оттенках водяной рубашки головки блока цилиндров двигателя.
1. Сверление отверстий на концах трещины диаметром 3—4 мм. -
2. Разделывание трещины по всей длине под углом 60—90° па глубину 0,7—0,8 толщины стенки детали. Обработку производят абразивным кругом на гибком валу или с помощью зубила и молотка.
3. Зачистка поверхности детали вдоль разделанной трещины на расстоянии 15—20 мм по обе стороны. Эту операцию выполняют металлической щеткой или наждачной шкуркой.
4. Обезжиривание подготовленной поверхности ацетоном или бензином Б-70 с помощью кисти и технической салфетки и выдержка на воздухе в течение 3—5 мин при температуре 18—20°С с целью испарения остатков растворителя.
5.Заполнение подготовленной трещины эпоксидной пастой и тщательное втирание ее шпателем. Эпоксидную пасту следует наносить в два слоя. Второй слой наносят с расчетом, чтобы он заполнил всю трещину и перекрывал металл на 10—15 мм вокруг нее при толщине слоя 2—3 мм.
6. Выдерживание детали до отверждения пасты: а) при температуре 18…20°С 24 ч; б) при температуре 50…60С 3 ч; в) при температуре 90…100°С 1 ч. Способы подогрева деталей указаны выше.
7. Зачистка поверхности детали от наплывов и подтеков пасты. Эту операцию выполняют соскабливанием шабером, обработкой напильником или абразивным кругом на гибком валу.
8. Контроль. Испытание водяной рубашки блока цилиндров на герметичность под давлением воды 4 кГ/см в течение 2 мин.
Тонкие трещины и небольшие раковины устраняют клеевым составом, в который входят лишь эпоксидная смола и отвердитель. Очень мелкие поры и тонкие трещины (менее 0,1 мм) могут быть заполнены под давлением со стороны нанесения состава или путем создания вакуума состава с обратной стороны. Поверхности с зазором между ними 0,1…0,2 мм можно склеивать эпоксидным клеевым составом без наполнителя. В этом случае рекомендуется применять 20…50-процентный раствор эпоксидного состава в ацетоне. Склеенные детали должны быть выдержаны на воздухе в течение 15…20 мин для полного удаления растворителя.
Для увеличения прочности и улучшения герметичности при устранении пробоин и трещин в деталях из листового материала, а также при восстановлении трубопроводов систем питания и смазки и трещин длиной более 150 мм применяют стеклоткань толщиной 0,1—0,3 мм, которая в виде заплат поочередно накладывается между слоями пасты и прикатывается. Каждый слой стеклоткани перекрывает по ширине предыдущий на 5—10 мм. Обычно применяют несколько слоев из стеклоткани.
При заделывании пробоин в корпусных деталях с толстыми стенками острые кромки у краев притупляют и по периферии пробоины сверлят отверстия диаметром 3—3,5 мм на расстоянии 20—30 мм одно от другого. Способы подготовки поверхности детали вокруг пробоины аналогичны описанным выше способам под готовки поверхности детали вокруг трещины.
Заделывание пробоины начинают с заполнения эпоксидной пастой отверстий, просверленных вокруг нее, и намазывания пасты вокруг пробоины. Затем из листовой стали толщиной 0,5—0,8 мм ставят на пробоину внахлестку пластинку (пластинка должна перекрывать пробоину на 10—12 мм с каждой стороны), слегка прижимают ее, наносят поочередно два-три слоя клеевого состава и стеклоткани (или любой сетчатой ткани) и прикатывают роликом. Пробоины можно заделывать и заподлицо с поверхностью детали. При этом для удобства снизу приклеивают или укрепляют на проволоке поддерживающую металлическую пластинку и по очередности накладывают слои эпоксидной пасты на стеклоткани. После отверждения пасты металлическую накладку снимают и отрезают выступающие концы проволоки.
Для заделывания трещин на трубопроводах систем питания иди смазки их обвертывают слоями ленты из стеклоткани или бинтом и пропитывают эпоксидным клеевым составом.
Эпоксидные пасты применяют также для устранения неровностей на поверхностях кузовов, кабин и деталях оперения. Дефектную поверхность тщательно очищают абразивным кругом, обезжиривают, наносят шпателем эпоксидную пасту и оставляют для отверждения при комнатной температуре. После этого поверхность зачищают до получения требуемой формы.
Высокие механические свойства эпоксидных паст после отверждения, относительно высокая их теплостойкость позволяют успешно применять их вместо сварки при восстановлении тонкостенных чугунных и алюминиевых головок и блоков цилиндров, а также вместо пайки при восстановлении масло и топливопроводов. На многих ремонтных предприятиях эпоксидные пасты используются для заделывания коррозионных раковин на поверхностях головки блока цилиндров, патрубках и других деталях. Эпоксидные пасты могут быть использованы для ремонта топливных баков и других емкостей (устранение течи). В этом случае отпадает необходимость в трудоемких подготовительных операциях промывки и пропаривания баков, обязательных при использовании сварки.
Покрывая эпоксидными пастами сварные швы, можно значительно повысить их герметичность. Этими же пастами покрывают изношенные поверхности деталей с целью восстановлёния неподвижных посадок (отверстий в корпусных деталях и под запрессовку ремонтных втулок).
Обратите внимание на лекцию "11 Государство и право центральной юго-восточной Европы в VI веке".
Пасты успешно применяют также для декоративного покрытия деталей автобусов (поручни, стойки поручней, дужки сидений), декоративное покрытие этими пастами износоустойчиво, значительно дешевле хромирования, имеет красивый внешний вид. Для получения различных цветов и оттенков в состав пасты можно вводить различные красители. Обладая низкой теплопроводностью, это покрытие не вызывает ощущения холода при прикосновении, чем выгодно отличается от металлопокрытий.
Клеи типа БФ представляют собой спиртовые растворы синтетических смол. Клеи типа БФ выпускаются нескольких марок готовыми к употреблению. По внешнему виду они представляют собой прозрачную или слегка мутную жидкость от желтого до красноватого цвета. Для склеивания металлических деталей применяют клеи БФ-2 и БФ-4. Клей БФ-2 применяют в тех случаях, если клеевое соединение работает при температуре не выше +80С. При повышении температуры выше указанного предела механическая прочность клеевого соединения значительно снижается. Клей БФ-4 рекомендуется использовать в тех случаях, если требуется большая эластичность клеевого соединения и высокая стойкость к вибрации. Клей БФ-6 применяют для склеивания металлов с пластмассой и тканями. Соединение на клее типа БФ устойчиво по отношению к воде, холоду, действию нефтепродуктов (бензина, керосина, масел), а также кислот (до 20-процентной концентрации). Эти клеи являются хорошими диэлектриками. Они надежно защищают металлы от коррозии. Хранят их в герметически закупоренной стеклянной или оцинкованной посуде при температуре 15 С. При этом они сохраняют свои свойства в течение двух лет. Эти клеи нужно беречь от попадания воздуха.
Прочность клеевого соединения характеризуется его сопротивлением сдвигу. Она зависит от качества подготовки склеиваемых поверхностей деталей и теплового режима их сушки в спрессованном состоянии. Сопротивление сдвигу клеевого шва соединенных металлических деталей колеблется в пределах 150—350 кГ/кв.см При изгибе склеенных листов из стали, алюминия и его сплавов, а также латуни и меди целостность клеевого соединения не нарушается.
Детали, от которых требуется герметичность, подвергают гидравлическим испытаниям. Склеенные детали рекомендуется подвергать
эксплуатационным нагрузкам через 20—30 ч после охлаждения. Это связано с тем, что в течение этого отрезка времени повышается прочность клеевого соединения.
В ремонтной практике клеи типа БФ можно применять для приклеивания металлических заплат на стенки водяной рубашки головки и блока цилиндров двигателя, картера коробки передач, топливного бака, бачков радиатора и других деталей при наличии в них пробоин или трещин. Этим клеем можно склеивать также текстолитовые и металлические детали арматуры, приборов электрооборудования и других механизмов
