7.4. Холодная молекулярная сварка

В настоящее время применяется новый метод восстановления деталей автомобилей — холодная молекулярная сварка (ХМС), разработанный в Московском автомеханическом институте (МАМИ).

Расходными материалами при ХМС служат ремонтные компо­зитные материалы (реком).Сварной шов в технологии ХМС получают из пастообразной смеси компонентов реком, приготовленных в заводских условиях. В процессе взаимодействия компонентов формируется микрогетерофазная структура реком, состоящая из полимерной матрицы и дискретного наполнителя.

Полимерная матрица, являясь клеевой основой материала, обеспечивает адгезию реком к ремонтируемой поверхности. Боль­шинство реком обладают хорошей адгезией практически ко всем металлическим и неметаллическим машиностроительным мате­риалам конструкционного и функционального назначения.

Наличие дискретного наполнителя придает реком новые свой­ства, предопределяющие технологические преимущества метода ХМС перед клеевыми и термическими (традиционная сварка, пай­ка, наплавка) способами соединения материала при ремонтно-восстановительных работах. К основным преимуществам техноло­гии ХМС можно отнести следующие:

не требует нагрева (характерного при формировании традици­онных сварных и клеевых соединений), давления на сопрягаемые детали (обязательного условия при использовании большинства клеев) и создания защитной среды (как при термических спосо­бах восстановления деталей), поэтому осуществляется без исполь­зования какого-либо технологического оборудования; основной рабочий инструмент — шпатель для формирования шва. Это по­зволяет выполнять восстановительные работы в не приспособлен­ных для ремонта помещениях (в том числе пожаро- и взрывоопас­ных) и даже в полевых условиях;

отсутствие нагрева исключает вероятность возникновения тер­мических напряжений и деформирования детали, тогда как при термических способах ремонта трудно избежать данного дефекта, а его устранение сопряжено с дополнительными трудностями;

не нарушает уровень физико-механических свойств восстанав­ливаемой детали, что исключает необходимость дополнительной термической обработки восстановленных деталей, обяза­тельной после термических способов ремонтно-восстановительных работ;

толщина сварного шва имеет оптимальное значение 0,5... 1 мм (в отличие от необходимою минимального расстояния между со­прягаемыми деталями при клеевом соединении), что позволяет соединять детали без их геометрической подгонки, даже криволи­нейными поверхностями;

реком позволяет заполнять выработку деталей машин и обору­дования глубиной 10 мм и более;

из реком можно изготовлять детали методами литья и пласти­ческого деформирования на определенной стадии его отвержде­ния или путем механической обработки отверженного реком;

не требует высокой квалификации исполнителя, что позволя­ет выполнять текущий ремонт машины и оборудования силами линейного персонала, без привлечения высококвалифицирован­ных специалистов ремонтной службы.

Стоимость ремонта методом ХМС как минимум в пять раз ниже стоимости ремонта традиционными методами.

По результатам производственных испытаний реком универ­сального назначения марки реком-Б рекомендован для ремонта и восстановления обширной номенклатуры деталей и агрегатов ав­томобилей (табл.7.4). Ниже приведены основные технические дан­ные материала универсального назначения марки реком-Б.

Основные технические характеристики реком-Б

Предел прочности, МПа:

при сдвиге по стыку со сталью ………………………………..25

при сжатии ……………………………… 135

при изгибе ………………………………...70

при растяжении ……………………………….. 30

Твердость по Бринеллю НВ ………………………………..100

Температура, °С:

рабочая ………………………………..150

кратковременная ………………………………..200

Плотность, г/см³ …………………………………2,1

Коэффициент трения в масле ……………………………….. 0,06

Время жизни смеси при температуре 20...30°С, ч ………………………………. 1

Время полного набора прочности

при температуре 20...30°С, ч…………………………………………………………24

Реком-Б имеет также технологические и экономические пре­имущества перед зарубежными аналогами:

удобное для потребителя кратное массовое соотношение ком­понентов 2:1, тогда как зарубежные аналоги его не имеют (на­пример, 100 : 34 или 60 : 25);

равенство массового и объемного соотношения компонентов, чего нет у зарубежных аналогов (например, 100 : 8 / 6: 1 или 2,7 : 1 / 3,5: 1);

обеспечивает гарантируемые характеристики даже при отлич­ном от оптимального соотношения компонентов (2,4... 1,6): 1, а зарубежные аналоги требуют точнейшего соблюдения заданного соотношения компонентов — в противном случае фирма не га­рантирует рекламируемые свойства;

стоимость реком-Б при равном или лучшем комплексе потреби­тельских свойств в два раза ниже стоимости зарубежных аналогов.

Однако, большинство реком, предлагаемых ремонтным служ­бам разработчиками (как иностранными, так и отечественными), сохраняют основные недостатки, присущие полимерной матрице: отсутствие адгезии к загрязненной жидкими (маслу, топливу, антифризу, воде и др.) и твердыми инородными включениями; высокое значение температурного коэффициента процесса поли­меризации. Из-за этих недостатков возникает необходимость на­несения реком на механически обработанную обезжиренную су­хую поверхность и выполнение ремонтных работ при нормальных температурах с набором прочности ремонтного соединения в те­чение длительного времени. Эти условия вполне приемлемы при ремонте в стационарных условиях, но исключают возможность выполнения аварийных работ.

Метод ХМС достаточно широко применяется для ремонта и восстановления изношенных деталей автомобилей.

Номенклатура деталей автомобиля, рекомендуемых для восстановления и ремонта методом ХМС. Таблица 7.4.

Вид ремонтных работ	Детали и поверхности, подлежащие восстановлению и ремонту методом ХМС
Заделка и герме- тизация трещин, пробоин, вмятин	Блоки цилиндров «размороженного» двигатели
	Головка блока цилиндров
	Корпус коробки передач
	Корпус гидромеханической передачи и раздаточных механизмов
	Картер двигателя, поддон картера
	Посадочные места гильз в блоке двигателя
	Радиатор
	Топливный бак
	Емкость для горючесмазочных материалов (ГСМ)
	Корпуса насосов и редукторов
	Детали с дефектами (раковинами, микротрещинами, с пористостью и рыхлостью отливки)
Восстановление коррозионных и кавитационных разрушении	Поверхности крышек жидкостной рубашки
	Разъемы соединительных деталей (фланцы,
	плоскости прилегания)
	Плоскости прилегания головки блока цилиндров
	Рубашка охлаждения
Восстановление изношенных поверхностей	Резьбовые соединения
	Посадочные пояски блоков и втулок двигателя
	Посадочные места подшипников: генератора, стартера, ступиц колес, коробки передач, фланцев карданного вала (под крестовину)
	Шлицевые соединения (в том числе карданного вала)
	Шпоночные пазы
	Посадочные места топливного насоса и других агрегатов
	Посадочные места шестерен
	Постели коленчатого вала
Восстановление потерь метал- лической поверхности	Сломанные и утерянные части блока цилиндров, головки блока цилиндров, насосов и других агрегатов
Герметизация со- единений и швов	Трубы
	Емкости (по сварным швам)
	Прокладки