Какое давление выдерживает холодная сварка для металла

Обновлено: 04.07.2024

Сейчас на рынке представлено множество клеевых смесей и клеевых стержней под общим торговым названием "Холодная сварка" или "Быстрая сталь". На самом деле никакого отношения к сварке они не имеют потому что:

Холодная сварка сварка давлением при значительной пластической деформации без внешнего нагрева соединяемых частей

Это не холодная сварка т.к. не происходит пластической деформации соединяемых деталей.

Сварка процесс получения неразъемных соединений деталей посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном (общем) нагреве или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого

Это не сварка, поскольку нет нагрева или пластического деформирования и тем более установления межатомных связей между соединяемыми частями.

ВНИМАНИЕ! Если вам все-таки интересно: "Что такое холодная сварка?" см. статью Холодная сварка металлов – никакого волшебства!

В данной статье мы подробно остановимся на рассмотрении клея и стержней "Холодная сварка".

"Холодной сваркой" называют композиционные полимерные материалы, используемые как для ремонта металлов (сталь, чугун, алюминий, медь, титан и т.д.), так и для ремонта изделий из дерева, пластика и керамики.

Клей "Холодная сварка" двухкомпонентный и поставляется в двух тюбиках:

эпоксидная смола с пластификатором и наполнителем
отвердитель

Рисунок 1 – Двухкомпонентный клей

Эпоксидные смолы в чистом виде непрочны и плохо выдерживают вибрации и ударные нагрузки, именно поэтому необходим пластификатор (компонент для повышения эластичности эпоксидной смолы). Наполнитель необходим для предания особых свойств эпоксидным смолам: теплопроводности, термостойкости, абразивостойкости и т.п. В зависимости от требуемых свойств "холодной сварки" в качестве наполнителя выступают порошки металлов (алюминий, сталь, чугун и т.д.) а также минеральные и искусственные наполнители.

В качестве отвердителя преимущественно используют полиэтиленполиамин или аминный отвердитель, который вступая в химическую реакцию с эпоксидной смолой, производит процесс затвердевания.

Механические свойства, время застывания, рабочая температура и область применения клея "холодная сварка" зависит от входящих в его состав компонентов.

Ниже представлена обобщенная инструкция для клея и замазки "холодная сварка", которая может меняться в зависимости от марки и производителя:

Инструкция для клея "холодная сварка":

Перед "сваркой" тщательно зачистить и обезжирить поверхность. Поверхность должна быть чистой, сухой без следов масла и жира.
Подготовку клея и "сварку" производить в проветриваемом помещении. Пары клея могут оказывать раздражительное действие на слизистую глаз и носа.
В емкость для смешивания выдавить в равных объемах (для разных клеев объемы могут быть разными) компоненты клея и тщательно смешать до получения однородной по цвету и вязкости массы. Время использования клея в зависимости от температуры окружающей среды, марки и производителя - от 10 до 60 минут.
Нанести клей на обе "свариваемых" поверхности деталей и соединить вместе. Удалить излишки клея сухой или смоченной в растворителе тряпкой. При соединении поверхности нет необходимости прикладывать большие усилия или использовать пресс.
Оставить склеиваемую деталь для первоначального застывания клея, в зависимости от марки и производителя минимум от 5 - 60 минут, в состоянии покоя.
Время полного застывания клея зависит от температуры окружающей среды и марки, и варьируется в пределах от 12 до 24 ч.
Хранить в сухом помещении при температуре 25±10°С.

Стержни или замазка "холодная сварка" производится в виде двух однородных или одного двухслойного бруска.

Рисунок 2 – Срез двухслойного бруска

Инструкция для замазки "холодная сварка":

Перед "сваркой" тщательно зачистить и обезжирить поверхность. Поверхность должна быть чистой, сухой без следов масла и жира.
Отрезать нужное количество клея, смочить руки водой или одеть защитные перчатки и тщательно размешать клей 3 - 5 минут до состояния пластичности и однородности. В процессе смешивания замазка может нагреться. Время использования клея в зависимости от температуры окружающей среды, толщины слоя, марки и производителя - от 4 до 60 минут.
Нанести необходимое количество компаунда для ремонта или формовки детали. Для разглаживания допускается использовать мокрый шпатель.
Оставить деталь для застывания замазки от 10 до 60 минут в зависимости от температуры окружающей среды, толщины слоя, марки и производителя.
Время полного застывания замазки зависит от температуры окружающей среды и марки, и варьируется в пределах от 12 до 24 ч. После чего можно произвести шлифовку и покраску места "сварки"
Хранить в сухом помещении при температуре 25±10°С.

Какую холодную сварку лучше выбрать для металла: для чего нужна и виды

Холодная сварка – это высокопластичный полимер, обладающий высокой адгезией ко многим материалам. Простыми словами, холодная сварка – это быстросохнущий клей, инертный к нефтепродуктам, использование которого не требует специальных навыков или особого оборудования.

Характеристики

В продаже имеются одно- или двухкомпонентные составы. В первом случае продукт необходимо использовать сразу – в противном случае он быстро портится. Двухкомпонентный клей имеет длительный срок хранения. В состав холодной сварки входят следующие компоненты:

Эпоксидная смола. База состава, которая отвечает за качественные характеристики – однородность и пластичность.
Металлическая составляющая. Компонент, обеспечивающий прочность соединения.
Сера и прочие элементы. Добавочные вещества, улучшающие параметры продукта.

Как выглядит холодная сварка: в зависимости от своей консистенции встречаются пластичные и жидкие составы. Пластичные составы напоминают детский пластилин. Представляют собой слоеные бруски. Жидкая сварка выпускается на основе эпоксидной смолы. Она твердеет благодаря химическому взаимодействию с отвердителем. Такие составы не содержат вредных веществ. Сочетаются с армирующими материалами.

Теоретически, лучшая прочность соединения может превышать крепость основного материала. Сварка металлических деталей можно выполняться и холодным способом. Однако на практике, сварка плавлением справится с соединением гораздо лучше.

На качественные параметры соединения зависят от качества клея, подготовки поверхности и соблюдения правил применения. Первичная крепость соединения достигается в течение 20-30 минут. Окончательная кристаллизация происходит в течении нескольких часов.

Классификация

По сферам применения холодную сварку можно классифицировать следующим образом:

Универсальная. Применяется для соединения различных материалов – металла, дерева, керамики, пластика. Широко известна универсальная холодная сварка отечественного производства «Алмаз».
Металлическая. Специализированный клей, который выпускается для различных видов металла. Отличается металлическим наполнителем, который определяет профильное направление соединения. . Холодная сварка для ремонта транспортных средств, помимо металлической составляющей, включает в себя комплекс присадок, которые защищают шов от агрессивного воздействие кислот и растворителей. Также повышается устойчивость к механическим воздействиям и вибрации.
Водостойкая. Широко применяется в ремонте сантехники. Отличаются особой влагопрочностью. Продукты для срочного ремонта сантехники разрешено использовать на влажных поверхностях, например, для устранения утечек в водопроводных трубах. . Устойчива к температурным воздействиям в широком диапазоне. Выдерживает температуру от -20 Сº до +200 Сº.

[stextbox на нашем сайте вы сможете найти информацию о холодной сварке для пластмассы.[/stextbox]

Критерии выбора

Выбор состава зависит от сферы применения и структуры материалов соединяемых поверхностей.

Температурный режим

По своим характеристикам холодная сварка российского производства не уступает зарубежным аналогам, хотя стоит на порядок дешевле.

Отличается низкой термостойкостью – при температуре + 120-140 Сº соединение теряет свойства.

Герметики

Преимуществом и одновременно недостатком универсальных продуктов является низкая избирательность. Для ремонта сантехники рекомендуем использовать специальные водостойкие продукты. В первую очередь они являются герметиками, поэтому не ждите от них высоких клеящих свойств и устойчивости к перепадам температур. Для удобства в использовании производятся в жидком виде.

Для автомобилей

Автосварка отличается высокой стойкостью со всеми негативным воздействиям, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации автомобиля – вибрациями, повреждениями, перепадами температур. Непригодна к применению под водой. Высокая прочность соединения – выдерживает до 20 Н.

Автомобильной сваркой можно укрепить болтовое соединение, устранить течь в топливном баке, радиаторе или трубопроводной магистрали. Широко известна сухая сварка для радиаторов.

Отличия от прочих разновидностей

Холодная сварка считается клеем, хотя по своим техническим характеристикам является самостоятельным продуктом.
Основным отличием продукта является то, что он негорючий, водостойкий и устойчивый к высокотемпературным воздействиям. Большинство клеящих составов не могут похвастаться аналогичными свойствами. Холодная сварка приобретает свои свойства не зависимо от толщины наносимого слоя. Это позволяет использовать ее для устранения механических повреждений. Достаточно нанести слой герметика на поврежденный участок, и дождаться отвердения. После застывания ремонтная поверхность подлежит обработке.

Значение наполнения

Продукт универсального исполнения является клеем. Обращайте внимание на материал, который необходимо склеить. Для холодной сварки металла лучше всего подойдет сварка с металлическим наполнителем.
[stextbox склеивания металла выбирайте продукт с тем же наполнителем. Например, для соединения алюминия необходим алюминиевый наполнитель, для чугуна – чугунный и т. п. В этом случае будет достигнут наилучший эффект.[/stextbox]

Методы

Хотя метод и называется «сваркой», на самом деле это склеивание материалов без температурного воздействия. Благодаря металлической составляющей затвердевший шов внешне напоминает сварочный – отсюда и название. Использование вместо обычной сварки целесообразно в следующих ситуациях:

Будущее соединение будет подвержено воздействию вибрации и скручиванию.
Шов соединения имеет криволинейное направление.

Существуют два вида соединения холодной сваркой – точечная и роликовая.

Точечная сварка является наиболее распространенным методом использования. Особенно часто она применяется при соединении цветных металлов. Применение клея не требует применения специального оборудования. Самым дорогим инструментом является пуансоны.
Роликовую сварку делят на несколько технологических категорий – одностороннюю, двухстороннюю и ассиметричную. Характеризуется образованием цельного неразрывного соединения.

Преимущества и недостатки

К преимуществам холодной сварки относят:

простота использования;
химическая устойчивость;
экологичность;
низкая стоимость;
скорость соединения;
компактность;
термостойкость.

Ярко выраженных недостатков метод не имеет. Стоит отметить, что классические методы соединения обладают лучшими свойствами – дуговая сварка надежнее соединит металл, а болтовое соединение будет крепче держать деревянные бруски.
Таким образом, холодная сварка является прекрасным инструментом для экстренного проведения ремонта.

Где можно применять?

Проводит ли холодная сварка электрический ток? Нет, её свойства позволяют соединять металлы, находящиеся под действием напряжения: клей не способен проводить электричество. Перед соединением отключите от электрического тока соединяемые элементы.

Жидкости. Химический состав жидкости не имеет значения.

Для склеивания каких материалов?

Что можно клеить холодной сваркой? Как было сказано выше, рассматриваемый продукт способен соединять различные материалы:

металл;
стекло;
пластиковые элементы системы отопления;
линолеум;
ковролин;
пластмасса;
камень.

Как пользоваться жидким и сухим сварочным составом?

Основным источником информации является инструкция по применению. В ней можно почерпнуть нужную информацию, касательно безопасного использования клея и рекомендуемых областей применения. Ниже приведены общие правила при использовании холодной сварки.

Правила безопасности при работе

Холодная сварка – нетоксичный материал. Ее применение не требует использования защитных очков или средств защиты органов дыхания. Основным требованием безопасности некоторых продуктов является защита кожного покрова и слизистой оболочки от непосредственного контакта с клеем. В случае попадания на кожу следует хорошо промыть контактный участок большим количеством воды и обратиться к врачу. Это относиться к готовой смеси – контакт с высохшим продуктом не принесет вреда здоровью.
Посуда для подготовки смеси должна быть чистой, без содержания посторонних элементов. Дальнейшее использование посуды для приема пищи нежелательно.

Технология работы

Порядок работы с холодной сварки следующий:

Подготовьте поверхность. Клей наносится только на чистую, сухую и обезжиренную поверхность. В случае необходимости произведите обработку абразивом. От качественной подготовки зависят эксплуатационные свойства соединения.
Намочите руки водой. Клей не будет липнуть к рукам – это не позволит нарушить соотношение элементов состава.
Подготовьте клей. Действуйте согласно инструкции к продукту. В процессе подготовки смесь может нагреться.
Нанесите состав на места соединения. Эта процедура не должна занимать более 3 минут.
Фиксация соединения. Ждите высыхания. Время кристаллизации указано в инструкции по применению.

Заключение

[stextbox Воронежского ЖКХ Ленинского района, Еремин Владимир Анатольевич. Опыт работы – 14 лет: «Я работаю сантехником в ЖКХ. Большую часть времени я занимаюсь аварийными заявками. В связи с множеством поломок не имею возможности носить все расходники и материалы с собой. Очень часто выручает холодная сварка. Она позволяет выиграть время для подготовки к работам».[/stextbox]

Как использовать высокотемпературную водостойкую холодную сварку для металла?

Холодная сварка для металла высокотемпературная водостойкая – это наиболее качественный представитель семейства эпоксидных клеящих составов. Отличается сохранением эксплуатационных свойств даже при воздействии высоко температур.

Область применения

Термостойкость клея определяет сферы применения:

. Ремонт радиаторов отопления, газовых котлов, колонок, печей, кастрюль, чайников. . Ремонт всех узлов автомобиля, которые подвергаются воздействию высокой температуры: системы охлаждения, выпуска отработанных газов и двигатель.

[stextbox Современный двигатель – высокотехнологичный агрегат. Не обладая профессиональными навыками, не стоит производить ремонт. Перед применением холодной сварки для ремонта двигателя рекомендуем проконсультироваться со специалистами[/stextbox]

Преимущества

Высокотемпературную холодную сварку ценят за следующие свойства:

Широкий перечень соединяемых материалов. Клей способен соединять поверхности из алюминия, чугуна, латуни, нержавеющей стали, благородных металлов.
Легкость применения. Использование не требует специальной подготовки или особых навыков. Простота состава предполагает проведение срочных работ в полевых условиях.
Качество соединения. Шов не поддается химическому воздействию, коррозии и не подвержен окислению.
Возможность обработки. После полной полимеризации соединение поддаются любой механической обработке, включая использование пескоструйных аппаратов.
Экологичность. Абсолютно безопасно для окружающей среды.

Недостатки

Как и любое вещество, жаростойкий клей имеет свои недостатки:

Температурный режим. Производители рекомендуют склеивать поверхности при комнатной температуре. В противном случае не стоит ожидать высокого качества шва.
Промышленное применение невозможно. Применение дуговой сварки, на крупных предприятиях, обходится дешевле, чем соединение холодной сваркой. Даже с учетом высокой оплаты труда квалифицированных сварщиков.

Разновидности

Помимо формы и содержания упаковки, рассматриваемый материал различают по следующим параметрам:

Показания к применению (универсальная, металлическая, сантехническая).
Характеристики (влагостойкая, жаростойкая, маслостойкая).
Время схватывания и полимеризации.
Наличие дополнительных компонентов.

Состав

Содержит следующие компоненты:

Эпоксидная смола. То, на чем основана так называемая холодная сварка: базовый элемент клея, который отвечает за однородность и пластичность рабочей массы.
Металлический или минеральный наполнитель. Важная составляющая, которая придает крепость при полимеризации. Благодаря металлической составляющей состав получил название — внешний вид соединения напоминает сварочный шов от ручной дуговой сварки.
Наполнители. Наиболее распространенным элементом является сера. В состав входят и другие компоненты, отвечающие за качество продукции. Изготовители держат их в секрете.

Технические характеристики различных производителей

Рассмотрим перечень продуктов, которые пользуются популярностью в крупнейших городах России – Москве и Санкт-Петербурге:

ABRO Термометалл TM-185. Страна-производитель – США. Однокомпонентный материал для заделки трещин и отверстий в стальных и железных деталях. Пригоден к использованию при ремонте автомобильных узлов, бытовых отопительных приборов, промышленного оборудования. Содержит антикоррозийные добавки. Отличается стойкостью к нефтепродуктам. Выдерживает температуру до 1316 Сº.Время полной полимеризации – 24 часа. Рекомендованная толщина слоя – 6 мм.
Клей «холодная сварка» АЛМАЗ «ТЕРМОСТОЙКИЙ». Продукт российского производства. Используется для соединения различных поверхностей: черный металл, нержавейка, пластмасса, стекло, керамика, дерево. Наиболее эффективен при ремонте батарей, радиаторов отопления и различных трубопроводов. Возможно применение на мокрых или замасленных поверхностях. Термостойкость до 300 Сº.Время полной полимеризации – 24 часа. Прочность при отрыве – 120 кг/см².

[stextbox товары, в числе прочих, можно приобрести сети строительных гипермаркетов «Леруа Мерлен».[/stextbox]

Форма компонентов

Холодная сварка отличается степенью густоты: производят пастообразный и жидкий составы.

Пастообразный представляет собой однокомпонентное вещество, готовое к использованию. По внешнему виду напоминает детский пластилин.
Жидкую сварку для металла выпускают в специальных контейнерах. Является двухкомпонентным клеем, который необходимо смешать перед применением.

Двухкомпонентные растворы имеют преимущество – длительный срок хранения, тогда как однокомпонентный клей необходимо использовать после вскрытия упаковки.

Какая лучше? Критерии выбора

Популярность холодной сварки породила огромное количество товаров на любой вкус, поэтому выбор должен зависть от области применения.

Универсальные продукты отличаются хорошим показателем прочности на растяжение и разнообразием соединяемых материалов. Показатель химической устойчивости – средний. Можно ли таким составом заклеить кастрюлю? Да, но максимальная температура соединения не превышает 200 Сº.

Специализированный клей сохраняет свойства при температуре свыше 1000 Сº.

Краеугольным камнем универсальных продуктов является низкая избирательность. Для устранения утечек труб отопления рекомендуем использовать специальные водостойкие продукты. В первую очередь они являются герметиками, поэтому не ждите от них высокой адгезии при заклеивании металла. Производятся в жидком виде.

Составы для автомобилей

Автомобильная холодная сварка отличается устойчивостью к негативным факторам, которые сопровождают эксплуатацию автомобиля – вибрация, удары, перепады температур. Не подходит для применения под водой. Высокий показатель прочности на разрыв.

Значение наполнения

Обращайте внимание на соединяемый материал. Для холодной сварки металла лучше всего подойдет сварка с металлическим наполнителем. Он должен соответствовать параметрам металла. Например, для соединения чугуна необходим чугунный наполнитель, для меди – медный и т. п. Это позволит добиться наилучших результатов.

Инструкция по применению

Перед работой внимательно изучите инструкцию по применению. В ней указаны технические характеристики. Также можно почерпнуть нужную информацию, касательно безопасного использования клея и рекомендуемых областей применения.

Ниже приведены общие правила при использовании холодной сварки.

Правила безопасности при работе с холодной сваркой
Холодная сварка – нетоксичный материал. Ее применения не требует использования защитных очков или средств защиты органов дыхания. Основным требованием безопасности некоторых продуктов является защита кожного покрова и слизистой оболочки от непосредственного контакта с клеем.

[stextbox случае попадания в глаза следует хорошо промыть контактный участок большим количеством воды и обратиться к врачу. Это относится к готовой смеси – контакт с высохшим продуктом не принесет вреда здоровью.[/stextbox]
Посуда для подготовки смеси должна быть чистой, без содержания посторонних элементов. Дальнейшее использование посуды для приема пищи нежелательно.

Производители и популярные марки

Рейтинг наиболее популярных производителей холодной сварки возглавляют:

[stextbox вы хотите узнать больше об использовании холодной сварки, то на нашем сайте есть статьи по темам:

Таким образом, холодная сварка является наиболее востребованным средством экстренного ремонта в бытовой и автомобильной сфере. Однако, ее применение не всегда освобождает от необходимости в проведении полноценного ремонта или замены детали.

[stextbox ООО «Алеко-Сервис» Бондаренко Сергей Анатольевич, опыт работы – 20 лет: «Я занимаюсь ремонтом автомобильного подвижного состава с 20 лет. Появление на рынке термостойкой холодной сварки существенно облегчила мне жизнь – особенно при ремонте выхлопной системы. С задачей заделки незначительных трещин она справляется «на отлично». К тому же отсутствует необходимость снятия узлов для полноценной сварки – это экономит силы и время».[/stextbox]

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:

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.

Начиная со второй половины 1940-х годов она начала применяться в промышленно развитых странах: в 1947 - 1948 гг. появилась в США, а в 1949 г. началось использование и в СССР.

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.

Золотые самородки в природе образуются благодаря методу холодной сварки, а происходит это потому, что у золота попросту нет оксидной пленки, как всем известно – золото не окисляется.
При возникновении механических проблем на первых моделях искусственных спутников Земли все списывалось именно на эффект холодной сварки. Однако позже было доказано, что причиной возникновения проблем стали простые недоработки в конструкции, а возникновение данного эффекта на орбите до сих пор не подтверждено (конечно же, кроме случаев, когда в определенных экспериментах он вызывался человеком преднамеренно).

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:

алюминий
медь
кадмий
никель
свинец
олово
цинк
титан
серебро
индий
золото
платина и др.

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:

удельное давление
глубина вдавливания пуансона
величина вылета деталей из цанг (при стыковом способе)
диаметр пуансона
степень деформации

Величина удельного давления выбирается в зависимости от физико-механических свойств свариваемых материалов. Рекомендуемое удельное давление при стыковой холодной сварке:

алюминиевых деталей: 180-250 кг/мм 2
медных деталей: 650-800 кг/мм 2
для разнородных металлов, например, алюминий – медь: 500-650 кг/мм 2

Усилие зажатия образцов в зажимах с насечкой должно превышать усилие осадки для алюминия более чем на 50%, а для меди – более чем на 80%

Зависимость деформации от свойств

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:

для алюминия 1-1,2 диаметра стержня
для меди 1,25-1,5 диаметра стержня
для разнородных металлов алюминий – медь: вылет медного стержня должен быть на 30-40% больше, чем алюминиевого

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:

тщательная подготовка поверхности свариваемых изделий. При точечном и роликовом способах поверхность рекомендуется зачистить механическими щетками, торцы деталей при стыковом способе для соединения проводов сравнительно небольшого диаметра – с помощью специальных ручных кусачек или механического ножа, а торцы деталей большого сечения подвергают механической обработке. При этом необходимо обеспечить параллельность свариваемых поверхностей обеих деталей и отсутствие на них жировых загрязнений;
одновременная пластическая деформация соединяемых деталей;
значительное и симметричное относительно центра зоны соединения растекание металла в плоскости соединения. Данное растекание вызывает разрушение оксидных или иных пленок, вытеснение их обломков из зоны соединения. Одновременно, растекание создает условия для интенсивного движения дислокаций с образованием активных центров на соединяемых поверхностях. Симметричное растекание необходимо для более полного удаления пленок из зоны сварного шва;
сжатие заготовок на заключительной стадии образования сварного соединения, что требует значительных давлений в зоне контакта;
очистка кромок соединяемых заготовок от загрязнений (промывка растворами, бензином, спиртом) и окисных пленок. Применение абразивного инструмента недопустимо, так как шаржированные в поверхность заготовок абразивные зерна затруднят получение сварного соединения;
предварительная подготовка поверхностей заготовок (шероховатость – Rz не более 10 мкм; неплоскостность поверхности не более 0,1 мм).

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.

Читайте также:

Какое давление выдерживает холодная сварка для металла

Инструкция для клея "холодная сварка":

Инструкция для замазки "холодная сварка":

Рекомендации по применению "холодной сварки":

Какую холодную сварку лучше выбрать для металла: для чего нужна и виды

Характеристики

Классификация

Критерии выбора

Температурный режим

Герметики

Для автомобилей

Отличия от прочих разновидностей

Значение наполнения

Методы

Преимущества и недостатки

Где можно применять?

Для склеивания каких материалов?

Как пользоваться жидким и сухим сварочным составом?

Правила безопасности при работе

Технология работы

Рекомендации

Заключение

Как использовать высокотемпературную водостойкую холодную сварку для металла?

Область применения

Преимущества

Недостатки

Разновидности

Состав

Технические характеристики различных производителей

Форма компонентов

Какая лучше? Критерии выбора

Составы для автомобилей

Значение наполнения

Инструкция по применению

Производители и популярные марки

Холодная сварка металлов – никакого волшебства!

Содержание

Холодная сварка металлов – экскурс в историю

Что такое холодная сварка?

Виды материалов пригодных к свариванию

Параметры режимов холодной сварки

Условия получения надежного сварного соединения

Виды холодной сварки

Области применения холодной сварки металлов