Аппарат для холодной сварки металла что это такое
Как правильно пользоваться холодной сваркой
Холодная сварка является хорошим методом, позволяющим соединить составные части металла без нагревания. Холодная сварка отличается простотой и доступностью, позволяет получать прочные и надежные соединения из пластичных металлов. Стоит проанализировать процесс холодной сварки детальнее, а также типы материалов и рекомендации по их использованию.
Разновидности холодной сварки
Есть два типа сварки: однокомпонентная и двухкомпонентная. Если сравнивать 1-компонентную и 2-компонентную сварку, то особого отличия в качестве сварного шва между ними не имеется.
Но, если почитать отзывы потребителей, то большинство все же выбирает двухкомпонентную сварку. Она применяется при исполнении наиболее трудоемких работ, когда требуется повышенная прочность на выходе.
По консистенции, составным компонентам отличают последующие типы сварки:
По области использования:
Особенности сварки
Холодная сварка – высокопластичный клей. Изготовляется на базе эпоксидной смолы с двухкомпонентной структурой. Характерен длительный срок сохранения. Применяется кроме того однокомпонентный, который необходимо предельно быстро применять, поскольку он высохнет.
Сегодня на рынке продаются составы, которые выдерживают высокие температуры. От этого и название высокотемпературная холодная сварка. По цене они относятся к не самым дешевым, но считаются хорошим решением, если прочие виды сварки по определенным обстоятельствам неосуществимы.
Холодная сварка эксплуатируется не только людьми, которые самостоятельно делают ремонт в доме, но и автолюбителями. Скрепленные подобным способом детали будут служить длительный период, только при отсутствии постоянных нагрузок.
Руководство по использованию
Применять это вещество необходимо с соблюдением советов изготовителя, которые показаны в инструкции. Пользоваться ей достаточно просто, поэтому возможно соединять, в том числе и треснувшее стекло. Для данных целей имеется бесцветная сварка.
Чтобы сделать надежный шов, необходимо правильно соблюдать последующие правила:
Вот подобная простая методика может стать незаменимой в бытовом применении, которая при соблюдении инструкции не уступает классическим методам сварки.
Сварка разных материалов
Сварка для пластмассы
Холодная сварка для металла
Чинить можно сантехнические приборы, а конкретно для устранения течи. Однако насколько бы прочным оно не было, постоянно необходимо помнить, что оно служит только, чтобы ликвидировать возникшую проблему лишь на время.
Сварка для дерева
Применяется строителями либо специалистами по дереву. С помощью такому виду можно ликвидировать образовавшиеся трещины.
Сварка аква
Этот тип подойдет для склеивания поверхностей, которые постоянно контактируют с водою. С ее помощью можно не лишь заполнить глубокие трещины, однако и склеить 2 детали крупного размера. Сварка аква применяется в работе сантехников для склеивания батарей, труб, вентиляции.
Холодная сварка для линолеума
Применяется когда, следует осуществить соединения изделий, произведенных из жесткой резины. Безусловно, что обширное использование такая сварка обнаружила при исполнении ремонтных трудов. Необходимо выделить, что соединения линолеума, полученные с ее помощью, значительно превышают по собственным характеристикам те, для исполнения которых применялись клей либо двухсторонний скотч.
Советы опытных сварщиков
Для наилучшего сцепления деталей, рекомендовано наносить клей на мокрую поверхность. Метод более востребован в проблемах с протечкой труб. Поэтому при исполнении ремонтных работ можно воду не перекрывать.
Есть несколько полезных советов, которые стоит запомнить:
Плюсы холодной сварки:
Выводы
Подведя итоги, стоит отметить, что холодная сварка — это уникальный метод соединения разных по составу и прочности металлов. Его использование подразумевает соблюдение некоторых специфических условий, но это не мешает пользователям применять ее повсеместно, при этом положительно отзываясь о ее характеристиках.
Читайте также другие полезные статьи:
Видео-советы как пользоваться холодной сваркой
Оборудование для холодной сварки
Оборудование для холодной сварки отличается малой универсальностью. При переходе от одних свариваемых деталей к другим требуется заменять пуансоны или штамп. Оборудование, которое позволяет сваривать однотипные детали определенного диапазона, называют оборудованием общего назначения. В отличие от него специальные машины предназначены для сварки единственной пары деталей (или двух-трех, близких по форме и размерам сечения). Такое деление машин на две группы является условным, но оно позволяет дать более полную характеристику отдельных типов оборудования для холодной сварки.
Машины для холодной точечной сварки обычно содержат силовой привод, сварочный штамп (или сварочную головку), элементы схемы и аппаратуру управления. Машины для холодной шовной сварки замкнутым швом содержат аналогичные узлы. Машина для холодной стыковой сварки содержит силовой привод, механизмы зажатия и осадки с зажимными губками, обрезное устройство для подготовки концов деталей к сварке, узлы управления.
Машина для холодной сварки тавровых соединений состоит из силового привода, механизмов зажатия и осадки с зажимными губками, штампа для крепления плоской детали, зачистных устройств, узлов управления.
Поскольку, к сожалению, современная отечественная промышленность не выпускает оборудование для холодной сварки, далее рассмотрены модели оборудования производимые в СССР.
Для оконцевания алюминиевых деталей медью разработано оборудование для точечной холодной сварки. Несмотря на то что это оборудование разработано давно, оно не устарело и большую его часть до сих пор применяют в промышленности.
Передвижная установка типа УГХО5-2 (рисунок 1) предназначена для холодной сварки медных контактных отводов к алюминиевым обмоткам в процессе их изготовления и позволяет также соединять внахлестку алюминиевые провода и шины толщиной до 5 мм включительно.
На верхней крышке мультипликатора размещены элементы аппаратуры пневматической системы и понижающий трансформатор, от которого питание подают на кнопку управления 7. Аппаратура пневматической системы состоит из редуктора давления 2, электромагнитного клапана 3 и не показанного на рисунке 2 маслораспылителя. С помощью редуктора устанавливают необходимое для сварки давление сжатого воздуха. Электромагнитный клапан служит для направления сжатого воздуха в одну из пневматических камер мультипликатора (вторая в это время сообщается с атмосферой). Маслораспылитель служит для смазки манжет пневматического цилиндра, а также плунжера электромагнитного клапана.
Для работы на установке в сварочных клещах 6 устанавливают пуансоны 8 и 9, соответствующие данной толщине свариваемых деталей. Расстояние между опорными частями сведенных пуансонов должно быть меньше суммарной толщины подлежащих сварке деталей. При необходимости расстояние между пуансонами регулируют дистанционными шайбами.
Подготовленные к сварке детали складывают зачищенными поверхностями и помещают между пуансонами. При нажатии кнопки 7 подвижный пуансон 8 сближают с неподвижным 9 и производят сварку. Затем кнопку отпускают и электромагнитный клапан направляет сжатый воздух в верхнюю камеру пневматического цилиндра мультипликатора, подвижный пуансон отходит от неподвижного, освобождая сваренный узел.
Установка УГХС-10 предназначена для холодной сварки медных контактных выводов («флажков») с концами обмоток, которые могут быть поднесены к стационарной сварочной установке.
Схема установки приведена на рисунке 2. К корпусу 3 прикреплен стол 4 для размещения свариваемых деталей. Внутри корпуса расположен мультипликатор. Поршень 1 пневматического цилиндра жестко связан со штоком 8, нижний конец которого служит поршнем гидравлического цилиндра 9, соединенного маслопроводом 10 с рабочим цилиндром сварочной головки 5. Редуктор 2 устанавливает давление воздуха, поступающего в пневмоцилиндр.
Благодаря тому что верхний дополнительный поршень 1 независимо перемещается внутри основного поршня 6, автоматически обеспечивается зажатие свариваемых деталей до вдавливания в них рабочих выступов пуансонов 3 или одновременно с ним. Желаемое соотношение между давлением на рабочие выступы пуансонов и на прижимы можно получить подбором прижимов и пуансонов соответствующих диаметров. Высоту вдавливаемых в металл рабочих выступов пуансонов можно регулировать вывинчиванием прижимов 4.
Холодная сварка для металла, сварочный аппарат для холодной сварки и его применение
Технологический процесс, при котором происходит пластическое деформирование соединяемых поверхностей деталей без какого-либо дополнительного нагрева источником тепла извне, называется холодная сварка металла. Пластическая деформация происходит в месте соединения заготовок путем сжатия или путем сдвига. Сварка происходит мгновенно, без диффузии.
Холодная сварка металла явление достаточно старое и вероятно появилось давно. Перед процессом сварки необходимо тщательно зачистить поверхность металла, при этом не используется никакой клей, это чисто механический процесс соединения. С помощью специального устройства вызывается одновременная деформация и нарастающее напряженное состояние, которое образует монолитное соединение. Физическое и химическое состояние заготовки металла определяет качество сварного соединения.
Также на качество влияет схема деформации и способа воздействия усилия, оно может быть вибрационным или статистическим. Холодная сварка металла, в зависимости от способа деформации, может быть шовной, точечной, стыковой. Эта сварка применима для свинца, меди, алюминия, цинка, серебра, никеля и др. металлов.
Применение холодной сварки для металла оправдано в том случае, если использование обычной сварки связано с риском коробления. Также мастера отдают ей предпочтение при высокой вероятности внутренних напряжений.
Холодная сварка может использоваться при работе с очень большими металлическими изделиями. Так как при такой сварке не происходит нагревания материала, то она применяется, например, при ремонте емкостей, в которых находятся взрывоопасные вещества.
Холодная сварка металлов под давлением
Холодная сварка металлов под давлением имеет большое преимущество перед другими видами сварки тем, что свободно и успешно сваривает разнородные металлы, которые чувствительны к нагреву или образуют интерметаллиды. Она не является традиционной сваркой, процесс соединения происходит под механическим воздействием массы металла и ее проникновению в соединяемые поверхности другого металла.
Монолитный сварочный шов образуется благодаря глубокому пластическому деформированию. Такое деформирование вызывает разрушение оксидного слоя на свариваемых поверхностях, что сближает металлы, и расстояние между ними становится очень близким к размерам кристаллической решетки. Увеличение энергетического уровня атомов на свариваемых поверхностях вызывает образование химической связи, что усиливает скрепление заготовки. Механические свойства металла при этом не нарушаются.
Суть процесса холодной сварки металлов под давлением заключается в следующем:
Такой машиной для холодной сварки металлов под давлением является марка «МСХС-120.03М.УХЛ4», которая сваривает медные пластины, алюминиевые, медные с алюминиевыми.
Еще один сварочный аппарат для холодной сварки металла называется SDHB-5. Он умеет сваривать стальные, чугунные и алюминиевые изделия. Холодная сварка для металла аппарат подходит как опытным сварщикам, так и начинающим. Ведь для его использования не требуется большой опыт проведения сварочных работ. Аппарат отлично подходит для точечной сварки. Благодаря ему можно создать аккуратный и одновременно прочный шов на материале.
Холодная импульсная сварка для металла, в отличие от обычной холодной сварки, расплавляет материал. В ней источником тепла является импульсная дуга. «Холодной» сварка называется потому, что импульсная дуга образуется прерывисто. Мастер получает возможность лучше контролировать вложения тепла. Если работать на средних токах, то сварка будет плавной и без брызг. Также значительно снижен риск деформации материала. Чаще всего холодная импульсная сварка применяется для соединения сплавов из алюминия толщиной больше 1,5 мм. Также она подходит для работы со специальными сталями толщиной больше 1 мм.
Преимущества холодной сварки:
Холодная сварка металлов под давлением имеет одну важную особенность, про которую должен помнить каждый мастер. Для получения надежного шва соединяемые друг с другом поверхности изделий должны быть идеально чистыми. Даже просто задев поверхность руками, ее затем желательно как следует очистить.
Основное применение такой сварки в электротехнической промышленности разной направленности.
Оставьте свой комментарий Отменить ответ
Мастеру следует знать, что сварка вертикальных и потолочных швов имеет…
Холодная сварка металлов – никакого волшебства!
Холодной сваркой называется соединение металлов в твердой фазе, достигаемое совместным пластическим деформированием соединяемых элементов без применения нагрева. Процесс осуществляется на воздухе при комнатной температуре, которая для большинства материалов ниже температуры рекристаллизации (чаще всего – путем приложения давления). Поэтому в ГОСТ 2601 данный способ имеет следующее определение:
Холодная сварка сварка давлением при значительной пластической деформации без внешнего нагрева соединяемых частей
ВНИМАНИЕ! Если вы искали клей «холодная сварка» см. статью «Холодная сварка» – клей, но не сварка
Содержание
Холодная сварка металлов – экскурс в историю
Холодная сварка металлов известна с древних времен. Как показывают археологические исследования и исторические хроники – «Колосс Родосский» был снаружи покрыт тонкими медными листами, которые были соединены между собой с использованием холодной сварки. То есть данная технология была применена и при создании шедевров античного периода.
В Национальном музее в Дублине (Ирландия) хранятся золотые коробочки, которые по заключению экспертов, изготовлены в эпоху поздней бронзы с применением данного способа.
В 1724 году священником Дезагюлье (J. L. Desaguliers) был представлен способ соединения свинца с помощью холодной сварки. Опыт заключался в том, что два свинцовых шарика диаметром около 25 мм сдавливали вместе и вращали, в результате они соединялись. Последующие попытки разорвать данное соединение и измерить величину разрыва с помощь весов показали, что прочность соединения некоторых образцов оказалось ничем не хуже основного металла. Результаты данных опытов были опубликованы в научных журналах.
На данный способ получения соединения впервые всерьез посмотрели в 1940-х годах, именно в это время ученые обнаружили странный эффект взаимодействия нескольких кусков одного и того же металла в абсолютном вакууме – при наличии чистых плоских граней они притягиваются.
В настоящее время она успешно применяется для соединения изделий из пластичных металлов, таких как медь, алюминий, свинец, олово, никель и др.
Что такое холодная сварка?
Холодная сварка – процесс, при котором происходит соединение двух твердых тел без нагрева свариваемых деталей на стыке соединения. Отличительной особенностью холодной сварки металлов является отсутствие фазы расплавления.
На первый взгляд, холодная сварка может показаться волшебством. Многие люди не могут понять, как может производится процесс соединения без нагрева, электрического тока или специальных растворов. Если посмотреть видео – у многих возникает мысль: «Это что-то магическое». На самом деле никакой магии нет.
Метод холодной сварки основан на использовании пластической деформации, с помощью которой разрушают на свариваемых поверхностях хрупкую пленку окислов. В настоящее время известно, что сила сцепления от контакта может быть значительно увеличена благодаря сильному сжатию деталей между собой, увеличению времени контакта, повышению температуры деталей, а также от комбинирования вышеперечисленных факторов.
Основная трудность подготовки поверхности деталей заключается в тщательном удалении с нее органических и окисных пленок. Органические пленки – это тонкие пленки масел, жирных кислот и парафинов, покрывающие свариваемые поверхности. Препятствуют сцеплению также пленки адсорбированных на поверхности газов.
При контакте с кислородом или другими реактивными веществами происходит образование поверхностных слоев, которые в значительной мере или полностью исключают вероятность возникновения эффекта холодной сварки. Ведь именно образующаяся из-за содержания кислорода в воздухе на поверхности металла оксидная пленка не дает соединиться свариваемым деталям в нормальных условиях. Кстати, даже при помещении в вакуум оксидная пленка не исчезает, то есть поверхность металла требует дополнительной очистки.
При холодной сварке металлы соединяются благодаря совместному пластическому деформированию по поверхности их взаимного контакта. Образование цельнометаллического соединения происходит за счет возникновения металлических связей между соединяемыми металлами. Эти связи возникают между атомами при сближении поверхностей соединяемых материалов в результате образования общего электронного облака, взаимодействующего с ионизированными атомами обеих металлических поверхностей. Сварное соединение образуется только путем деформации, без нагрева извне. Это обстоятельство позволяет сваривать термически разупрочняемые материалы без нарушения их физических свойств. Отсутствие нагрева исключает опасность образования хрупких интерметаллических прослоек в зоне контакта разнородных металлов (например, алюминия и меди). Холодную сварку можно выполнять во взрывоопасной среде, возможна герметизация объектов, нагрев которых недопустим (это широко используют в промышленности).
В реальных условиях нет идеально чистых и гладких металлических поверхностей. На них имеются неровности, выступы, окисные, адсорбированные пленки, органические пленки, которые препятствуют сближению поверхностей на расстояния действия межатомных сил. Поэтому получение сварного соединения возможно только при значительных пластических деформациях, приводящих к сминанию выступов, разрушению и раздроблению поверхностных слоев и их удалению из зоны сварного соединения вследствие пластического течения. В результате в контакт вступают по всей свариваемой поверхности чистые слои металла, между которыми образуется металлическая связь.
Исследования показали, что даже у самых гладких поверхностей металлических деталей есть шероховатости, и именно эти высокие точки прикасаются к противоположной детали. В процессе образования сварного шва фактически участвуют лишь несколько тысячных долей процента площади поверхности детали, но этих микроскопических участков вполне достаточно для создания мощных молекулярных соединений. Так что при соблюдении необходимых показателей гладкости свариваемых поверхностей деталей между точками соприкосновения создается мощнейшая связывающая сила.
Снижение прочности сварного соединения за счет уменьшения толщины металла в месте соединения до известной степени компенсируется повышением прочности деформированного металла, получающего наклеп. Например, предел прочности технически чистого алюминия в зоне максимальной деформации возрастает примерно в два раза.
Виды материалов пригодных к свариванию
Применение холодной сварки ограничивается физическими свойствами материалов и пригодна для различных металлов и их сплавов, достаточно пластичных при комнатной температуре:
Пластичность соединяемых материалов может быть повышена подогревом до соответствующей температуры. Так, например, высокопрочные алюминиевые сплавы при температуре 300-350°С свариваются за счет соответственно направленной пластической деформации подобно чистому алюминию при комнатной температуре.
Если на металл нанести твердые пленки электролитическим способом, например на медь пленку твердого никеля, или принять меры к предотвращению загрязнения, выполняя холодную сварку сразу же после окончания обработки механической щеткой, то в этих случаях связь происходит при значительно меньших деформациях.
Свариваемость при данном способе может быть оценена максимальной остающейся толщиной металла в месте соединения, выраженной в процентах по отношению к первоначальной толщине детали до сварки.
Параметры режимов холодной сварки
Основной параметр, определяющий процесс – величина деформации в месте соединения, которая зависит от свойств металла, его толщины, типа соединения и способов подготовки поверхностей.
Основными параметрами режима холодной сварки являются:
Величина удельного давления выбирается в зависимости от физико-механических свойств свариваемых материалов. Рекомендуемое удельное давление при стыковой холодной сварке:
Усилие зажатия образцов в зажимах с насечкой должно превышать усилие осадки для алюминия более чем на 50%, а для меди – более чем на 80%
| Металл | Относительная глубина вдавливания пуансона, % |
|---|---|
| Алюминий | 55 – 60 |
| Алюминиевые сплавы | 75 – 80 |
| Медь | 85 – 90 |
| Олово | 85 – 88 |
| Титан | 70 – 75 |
| Серебро | 82 – 86 |
| Армко-железо | 85 – 92 |
| Свинец | 80 – 85 |
| Никель | 85 – 90 |
| Индий | 10 – 15 |
Величина вылета стержня составляет:
Степень необходимой деформации при холодной сварке разнородных материалов определяется свойствами того из свариваемых металлов, при соединении которого требуется меньшая деформация. Этим пользуются при необходимости сварить малопластичные материалы, применяя прокладки из пластичных металлов.
Предварительные исследования свариваемости показывают следующие результаты:
| Металл | Свариваемость в % |
|---|---|
| Алюминий особо чистый | 40 |
| Алюминий технически чистый | 30 |
| Дюралюминий | 20 |
| Кадмий | 16 |
| Свинец | 16 |
| Медь | 14 |
| Никель | 11 |
| Цинк | 8 |
| Серебро | 6 |
Из этих данных видно, что наилучшие результаты холодной сварки дают алюминий и алюминиевые сплавы, удовлетворительные результаты дает медь. Довольно удовлетворительную свариваемость дает никель, имеющий высокую температуру плавления (1450°С).
Условия получения надежного сварного соединения
Надежное сварное соединение холодной сваркой может быть получено при соблюдении следующих условий:
Виды холодной сварки
В зависимости от способа приложения давления и схемы деформации определяют следующие виды:
1 – пуансон; 2 – свариваемые детали; Р – усилие сжатия
1 – пуансоны; 2 – свариваемые детали; Р – усилие сжатия
Области применения холодной сварки металлов
Как мы уже писали в статье данным способом успешно соединяют металлы, обладающие хорошими пластическими свойствами. Этот способ нашел применение главным образом в приборостроении, для соединения алюминиевой оболочки кабелей, при изготовлении корпусов полупроводниковых приборов, при изготовлении бытовых приборов из алюминия – чайников, подставок, каркасов, в электромонтажном производстве для соединения проводов и шин внахлестку и встык при монтаже сетей связи, троллейбусных проводов, электропроводки в домах. В летательных аппаратах встык варят шпангоуты. В последнее время достигнуты успехи в соединении полупроводниковых материалов.
Одним из направлений применения данного способа является его сочетание с обработкой давлением: прокаткой, высадкой, штамповкой, вытяжкой и т.п. С помощью последней, например, получают биметаллические переходники из алюминия и коррозионно-стойкой стали, которые затем используются в бесфланцевых соединениях трубопроводов летательных аппаратов.
Последние исследования открывают широкие возможности применения в процессе производства на микроуровне и наноуровне. Кроме того, экономически оправдано её применение при соединении небольших деталей из мягких, пластичных металлов, а также тонких металлических пленок, использующих полимеры в качестве подложки.
Холодную точечную сварку можно выполнять на любых прессах: гидравлических, эксцентриковых и т. п. Если сваривается несколько точек за один ход пресса, то требуются прессы усилием 500-1000 кг. Для холодной сварки одной точки достаточно пресс усилием 50-100 кг.