Аппарат холодной сварки обзор

Обновлено: 18.05.2024

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.

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.

Стоит ли брать импульсный сварочный аппарат?

Понятие «универсальный сварщик» говорит много хорошего об уровне квалификации специалиста. Тем не менее, это определение вовсе не тождественно тому, что для всех операций по свариванию металлов годится один и тот же аппарат. Действительно, вариантов оборудования много, и у каждого своё назначение. Наверняка многие слышали об импульсной сварке, но что это такое в деталях?

Для чего нужен импульсный сварочный аппарат, какие плюсы и минусы у оборудования, чем его получится заменить, если такое вообще возможно — на эти и другие вопросы ответим в этой статье.

В процессе сварки неразъёмное соединение металлов создаётся путём расплавления кромок. При высоких температурах на стыке металлов образуется сварочная ванна, которая при охлаждении кристаллизуется с образованием шва.

В аппаратах импульсной сварки (к примеру, FUBAG INTIG 200 DC PULSE ) повышение температуры до необходимых параметров осуществляется посредством кратковременных импульсов сварочного тока. В результате получается своеобразный точечный нагрев, затрагивающий только необходимую для соединения область без изменения характеристик прилегающих зон.

Такой метод идеально подходит для сварки металлов и сплавов, то есть для всех случаев, когда требуется выполнить максимально равномерный и прочный шов. Ниже показан результат сварки TIG-аппаратом в импульсном режиме и без него.

Как работает полуавтоматическое оборудование MIG в режиме импульсной сварки

Исключить прямое соприкосновение свариваемого металла с присадочным материалом (чтобы не допустить короткого замыкания).
Свести к нулю перегрев зоны сварки.
Снизить образование брызг в результате понижения температуры нагрева в момент отрыва капли.
Исключить варианты с прожигом изделия.
Увеличить производительность.
Обеспечить чистоту образования шва.

Импульсный аппарат для сварки точечно размещает металл по определенной траектории. Иными словами, каждый импульс аппарата позволяет перейти в расплав одной капле.

В процессе импульсной сварки полуавтоматом MIG в межимпульсный период величина силы тока уменьшается, благодаря чему свариваемые поверхности остывают. Таким образом, прилегающие к сварочной ванне участки не испытывают влияния структурных изменений, связанных с разогревом. Это идеальные условия для применения сварочных импульсных аппаратов для соединения листовых, в том числе тонкостенных, металлов и сплавов.

Дымообразование и разбрызгивание сводятся к минимуму. В процессе работы аппарата в сварочную ванну попадает только металл от присадочной проволоки. Такая схема образования неразъёмного соединения в разы увеличивает однородность и прочностные характеристики шва.

Самое приятное то, что импульсный сварочный аппарат могут использовать даже сварщики без многолетнего опыта. Работа оборудования при минимальных навыках мастера практически гарантирует получение добротного шва.

Эксплуатационные ограничения

Если предполагается варить низкоуглеродистые или низколегированные стали, то использовать импульсное оборудование нецелесообразно.

Помним, что в процессе переноса капли значение тока снижается и температура падает, а затем снова возрастает в момент прохождения следующего импульса. Такие тонкие настройки совершенно ни к чему во время сварки указанных сталей. Разумеется, такой режим им не навредит, а снижение разбрызгивания и дымообразования даже пойдёт на пользу, но, в общем и целом, стали низких марок прекрасно сплавляются и обычными сварочниками.

Как работает импульсная сварка TIG

Аргонодуговые сварочные аппараты с функцией импульсного нагрева (например, FUBAG INTIG 200 AC/DC PULSE) работают по тому же принципу: в цикле прохождения одного импульса металл разогревается (максимальный ток) и остывает (на токе паузы).

Импульсный режим настраивается в зависимости от толщины свариваемых металлов. Чем чаще подаётся пиковый ток, тем более концентрированной будет дуга. Это уменьшит и размер отдельных чешуек, образующих линию шва.

Обратное действие приводит к следующему: снижение частоты импульсов сварочного аппарата позволяет лучше контролировать состояние сварочной ванны (что актуально для новичков). Кроме того, понижение частоты оказывается полезным при работе импульсной сваркой в неудобных положениях.

Применение импульсного режима в оборудовании TIG

Сваривание в импульсном режиме позволяет лучше контролировать состояние зоны расплава в сравнении с обычной TIG–сваркой.
Скорость процесса оказывается выше, проплавление лучше, деформации прилегающих зон сводятся к минимуму, а сам шов получается более аккуратным.
Функция используется для соединения тонколистовых металлов и сплавов, в том числе нержавейки, где требуется снизить до возможного минимума тепловложения от сварочной дуги.
На высоких частотах TIG–дуга становится концентрированней и точнее, что улучшает и облегчает сварочный процесс.

В процессе сваривания легированных сталей образующийся шов приобретает дополнительную устойчивость к коррозии за счёт образования микрокристаллической структуры.

Тест холодных сварок

Для получения образцов клеевых соединений были использованы стальные пластины размером 20 х 45 мм и толщиной 4 мм. Для увеличения адгезии между клеевыми составами и пластинами поверхности последних были ошлифованы шкуркой с абразивом средней зернистости. Перед нанесением клеевого состава проводилась двухступенчатая очистка всех пластин: вначале их обрабатывали очищенным бензином, после — ацетоном.

Подготовка клеевых составов к применению проводилась в четком соответствии с инструкцией к каждому средству. После склеивания место соединения помещалось под десятикилограммовый груз, где выдерживалось в течение следующих 24 часов при температуре окружающей среды +24—26 ºС и относительной влажности воздуха 60—65%. В зависимости от вязкости клеевого состава толщина клеевого шва колебалась от 0,2 до 0,5 мм.

Площадь склеиваемой поверхности для всех образцов равнялась 400 кв. мм, соответственно, на единицу поверхности клеевого стыка приходилось давление, рассчитанное по формуле:
P = Fo/Aст., где Fo = m x g = 10 x 9,81 = 98,1H; Aст. = 400 кв. мм — площадь стыка.

Такой показатель, как среднее напряжение среза в предположении равномерного распределения касательных сил по поверхности клеевого соединения, вычислялся по формуле Тср = Fср. / Aст.

Механические испытания проводились на универсальной испытательной машине, у которой скорость перемещения активного захвата равняется 5—6 мм/мин.

При проведении испытаний на отрыв согласно этой схеме, в клеевом стыке возникает неравномерное напряженное состояние (рис. 3):
М = F х a.

Σ (max/min) = +/– M / Wст. + F / Aст., где Wст. = b3/6 — момент сопротивления площади стыка изгибу; Аст. = b2.

ABRO Abro Steel

Испытания на срез: под первым номером взахваты испытательной машины были помещены образцы соединений, скрепленных составом Abro Steel американской компании ABRO.

Среднее напряжение среза для образцов Abro Steel составило 2,39мПа.

Испытания на сдвиг: наиболее прочный образец клеевого соединения холодной сварки ABRO выдержал приложенную кнему силу отрыва 258Н. Среднее же значение силы отрыва для данной сварки составило 235Н.

Максимальное напряжение отрыва Σ (max) клеевого соединения ABRO— 5,9мПа.

Витоге: испытания на сдвиг— 6‑е место, испытания на отрыв— 4‑е место.

Общий результат тестирования— 5‑е место.

«Abro Steel»— это универсальная иудобная виспользовании холодная сварка, со стабильными показателями при работе на сдвиг ина разрыв.

Hi-Gear «Быстрая сталь»

Испытания на срез: под вторым номером мы тестировали состав холодной сварки «Быстрая сталь» компании Hi-Gear. Свое характерное название данная холодная сварка получила благодаря содержащейся вее составе фракции стали.

Среднее напряжение среза для образцов «Быстрой стали»— 2,54мПа.

Испытания на сдвиг: максимальная нагрузка, скоторой справился один из опытных образцов «Быстрой стали» при испытании на отрыв, составила 335Н, среднее же значение силы отрыва не намного превысило аналогичный показатель предыдущего состава— всего 239Н.

Максимальное напряжение отрыва Σ (max) клеевого соединения «Быстрой стали»— 6,0мПа.

Витоге: испытания на сдвиг— 4‑е место, испытания на отрыв— 3‑е место.

Общий результат тестирования— 3‑е место.

PERMATEX Cold Weld

Среднее напряжение среза для образцов Cold Weld— 3,11мПа.

Испытания на сдвиг: клеевое соединение Cold Weld оказалось прочнее первых двух сварок. Один из опытных образцов клеевого соединения выдержал силу 340Н, что не намного больше аналогичного показателя «Быстрой стали». Вто же время образцы клеевых соединений продемонстрировали лучшую стабильность, благодаря чему среднее значение силы отрыва составило 273Н.

Максимальное напряжение отрыва Σ (max) клеевого соединения Cold Weld— 6,8мПа.

Витоге: испытания на сдвиг— 3‑е место, испытания на отрыв— 2‑е место.

Общий результат тестирования— 2‑е место.

Универсальный ивысокоэффективный состав Cold Weld способен одинаково успешно справляться снагрузками как на сдвиг, так ина отрыв.

VersaChem Magnum Steel

Среднее напряжение среза для образцов Magnum Steel— 1,47мПа.

Испытания на сдвиг: результаты испытаний состава Magnum Steel на срез, увы, не позволяли надеяться на его успешное прохождение теста на отрыв. Так оно ипроизошло: максимальная сила отрыва, скоторой совладал один из образцов Magnum Steel, не превысила 83Н, асреднее значение силы отрыва составило 79Н.

Максимальное напряжение отрыва Σ (max) клеевого соединения Magnum Steel— 2,0мПа.

Витоге: испытания на сдвиг— 8‑е место, испытания на отрыв— 7‑е место.

Общий результат тестирования— 8‑е место.

Явный аутсайдер нашего теста, который ивпервом, иво втором случае продемонстрировал одинаково низкие результаты.

«Эльф Филлинг» «Титан»

Испытания на срез: среди восьми составов холодных сварок, принимавших участие втесте, был иодин отечественный препарат, проявивший себя по ходу испытаний самым наилучшим образом.

Итак, участник номер пять— холодная сварка «Титан» компании «Эльф Филлинг». «Титанические» усилия первого же опытного образца клеевого соединения позволили ему выдержать приложенную кнему силу, равную 1686Н,— лучший показатель среди уже прошедших испытания составов холодных сварок. Правда, остальные опытные образцы оказались несколько слабее, ипоэтому среднее значение силы среза составило 1616Н.

Среднее напряжение среза для образцов «Титана»— 4,04мПа.

Испытания на сдвиг: признаться, от явного фаворита нашего теста по результатам первой части испытаний мы ина этот раз ожидали хорошего результата. И«Титан» нас не разочаровал: 438Н— такое усилие потребовалось развить испытательной машине, чтобы разрушить наиболее прочный образец клеевого соединения. Среднее же значение силы отрыва по сумме испытаний всех образцов составило 381Н.

Максимальное напряжение отрыва Σ (max) клеевого соединения холодной сварки «Титан»— 9,5мПа.

Витоге: испытания на сдвиг— 1‑е место, испытания на отрыв— 1‑е место.

Общий результат тестирования— 1‑е место.

Абсолютный победитель нашего теста. Состав «Титана» формирует исключительно прочный, со стабильными эксплуатационными характеристиками соединительный слой, способный одинаково хорошо справляться сразличными механическими нагрузками.

HENKEL «Момент CуперЭпокси»

Испытания на срез: шестой номер достался эпоксидному клею «Момент СуперЭпокси» компании Henkel. Наиболее прочное из всех клеевых соединений «Момент СуперЭпокси» справилось сусилием 1488Н, пропустив вперед по этому показателю лишь Cold Weld и«Титан». Но вотличие от Cold Weld, состав «Момент СуперЭпокси» оказался значительно более стабильным, ивитоге среднее значение силы среза составило 1352Н.

Среднее напряжение среза для образцов «Момент СуперЭпокси»— 3,38мПа.

Испытания на сдвиг: вотличие от «Титана», эта холодная сварка, показавшая очень хороший результат впервом круге испытаний, плохо справилась стестом на сдвиг. Самый крепкий клеевой шов выдержал усилие, равное всего лишь 94,5Н, асреднее значение силы отрыва составило 76,3Н.

Максимальное напряжение отрыва Σ (max) клеевого соединения холодной сварки «Момент СуперЭпокси»— 1,91мПа.

Витоге: испытания на сдвиг— 2‑е место, испытания на отрыв— 8‑е место.

Общий результат тестирования— 4‑е место.

Клеевое соединение, сформированное спомощью «Момент CуперЭпокси», способно хорошо справляться смеханическими нагрузками, направленными вдоль клеевого соединения (испытания на срез). Вто же время состав не следует использовать вместах, где клеевое соединение будет подвергаться значительным нагрузкам на разрыв.

На всякий случай: Avto.pro - запчасти для иномарок: hyundai, subaru, toyota, лада, skoda, mercedes benz.

Adefal Trading S.A. Poxipol

Испытания на срез: седьмым участником теста стал широко известный Poxipol уругвайской компании Adefal Trading S.A.

По вполне понятным причинам, заочно холодная сварка Poxipol рассматривалась нами как один из явных фаворитов данного теста. Но проведенные испытания внесли существенные коррективы внаши ожидания.

Вначале первый образец просто не хотел застывать. Так, смешав согласно инструкции содержимое двух тюбиков, мы втечение следующих трех суток ждали, когда наконец полученная композиция затвердеет— тщетно! Принимая во внимание прежний, достаточно успешный опыт обращения схолодной сваркой данной марки, мы ввиде исключения решили протестировать еще один, точно такой же комплект холодной сварки Poxipol.

Врезультате проведенных испытаний дублирующего состава мы получили следующую картину. Значение максимальной силы среза клеевого соединения холодной сварки не превысило 993Н, апо сумме трех испытаний среднее значение силы среза составило 864Н.

Среднее напряжение среза для образцов Poxipol— 2,2мПа.

Испытания на сдвиг: на этот раз застывшему (дублирующему) составу Poxipol удалось гораздо лучше продемонстрировать свои полезные свойства. Так, одно из клеевых соединений выдержало силу отрыва 237Н. Преодолев планку в200Н, по этому показателю он вплотную приблизился кгруппе лидеров. Среднее значение силы отрыва для образцов Poxipol составило 214Н.

Максимальное напряжение отрыва Σ (max) клеевого соединения холодной сварки Poxipol— 5,4мПа.

Витоге: испытания на сдвиг— 7‑е место, испытания на отрыв— 5‑е место.

Общий результат тестирования— 7‑е место.

Охарактеризовать работу Poxipol можно одним словом: разочарование. Седьмое место для холодной сварки сгромким именем— это не результат, тем более что ион был достигнут лишь со второй попытки.

WURTH Liquid Metal Fe 1

Испытания на срез: заключительным, восьмым по счету, внашем тестировании стала холодная сварка Liquid Metal Fe 1немецкой компании Wurth.

Испытания на срез образцов Liquid Metal Fe 1показали такие результаты: максимальная сила среза клеевого соединения составила 1042Н, асреднее значение этого показателя— 980Н.

Среднее напряжение среза для образцов Liquid Metal Fe 1— 2,4мПа.

Испытания на сдвиг: после сравнительно неплохого результата при испытаниях на срез проверка прочности клеевого соединения Liquid Metal Fe 1на отрыв обернулась практически полным провалом. Наиболее прочный образец его клеевого соединения справился сусилием 84,5Н, среднее же значение силы отрыва составило 79Н.

Максимальное напряжение отрыва Σ (max) клеевого соединения холодной сварки Liquid Metal Fe 1— 2,0мПа.

Витоге: испытания на сдвиг— 5‑е место, испытания на отрыв— 6‑е место.

Общий результат тестирования— 6‑е место.

Клеевой шов, сформированный спомощью состава Liquid Metal Fe 1,способен достаточно хорошо справляться смеханическими нагрузками, направленными вдоль клеевого соединения (испытания на срез). Однако состав не следует использовать втех местах, где клеевое соединение будет подвергаться значительным нагрузкам на отрыв.

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 общего назначения выпускают, как правило, серийно. Специальные машины чаще бывают единичного исполнения, но могут быть и серийными - в зависимости от масштабов производства свариваемых на них деталей.

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.

Малогабаритное оборудование (гидравлические прессы ПГР - 20, ПГЭП - 2 и ПГЭ - 20) предназначено для сварки в монтажных условиях. Точечную холодную сварку осуществляют в основном в стационарных условиях. Однако в ряде случаев необходимо производить точечную сварку непосредственно в условиях монтажа, например при соединении токоведущих шин в электрических распределительных устройствах. Для этой цели могут быть использованы малогабаритные гидравлические прессы, применяемые для соединения и оконцевания проводов методом опрессовки наконечников. При монтажных операциях распространены ручные гидравлические прессы типа ПГР - 20 и гидравлические прессы с электроприводом типов ПГЭП - 2 и ПГЭ - 20. Перечисленные гидравлические прессы имеют небольшие габаритные размеры и массу, развивают усилие 80 - 100 кН и без особых затруднений могут быть использованы для холодной сварки непосредственно в условиях монтажа. При использовании такого гидравлического пресса для холодной сварки на нем устанавливают специальную стальную скобу кондукторы, с помощью которых зажимают свариваемые шины, и сменные пуансоны.

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.

1 - пневматический цилиндр; 2 - редуктор давления; 3 - электромагнитный клапан; 4 - гидравлический цилиндр; 5 - шланг высокого давления; 6 - сварочные клещи; 7 - кнопка управления; 8, 9 - подвижный и неподвижный пуансоны соответственно
Рисунок 1 - Передвижная установка типа УГХО5-2

Установка состоит из мультипликатора, сварочных клещей 6 и аппаратуры управления. Устройство мультипликатора аналогично приведенному на рисунке 2. Его пневматический цилиндр 1 сообщается с магистралью сжатого воздуха, а гидравлический цилиндр 4 через шланг высокого давления 5 со сварочными клещами 6. На клещах установлены два сменных пуансона: неподвижный 9 и подвижный 8, закрепленный на штоке поршня рабочего гидроцилиндра клещей.

1 - клапан; 2 - редуктор давления; 3 - корпус; 4 - стол; 5 - сварочная головка; 6 - манометр; 7 - поршень; 8 - шток; 9 - гидравлический цилиндр; 10 - маслопровод
Рисунок 2 - Схема установки УГХС-10

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.

Установка УГХС-10 может быть оборудована тремя сварочными головками или одной для одноточечной сварки с предварительным зажатием деталей толщиной до 3 мм.
В отличие от установки УГХС - 5 рассматриваемая установка не требует подключения к электрической сети. Управление ею осуществляют ножным педальным золотниковым клапаном 1, а контроль за давлением масла в гидроцилиндре с помощью манометра 6.
Сварочная головка (рисунок 3) для холодной сварки снабжена устройством для предварительного зажатия свариваемых деталей толщиной до 1,5 мм.

1,6 - поршни; 2, 7 - цилиндры; 3 - пуансон; 4 - прижим; 5 - пружина
Рисунок 3 - Сварочная головка к установке УГХС-10

Свариваемые детали помещают между прижимами 4; верхний из них установлен в отверстие с резьбой основного поршня 6, а нижний - в подобное отверстие цилиндра 2. Внутри прижимов 4 помещены пуансоны 39 рабочие выступы которых входят в отверстия прижимов. В основном поршне 6, перемещающемся в верхнем цилиндре 7 и нижнем цилиндре 2, перемещаются дополнительные поршни 7, передающие давление на пуансоны 3.
При подаче давления от пневмогидравлического усилителя (мультипликатора) прижимы 4 сдавливают свариваемые детали с усилием, пропорциональным живому сечению основного поршня 6. В это время рабочие выступы пуансонов 3 вдавливаются в металл свариваемых деталей навстречу друг другу с усилием, пропорциональным сечению дополнительных поршней 1. После снятия давления пружина 5 поднимает верхний прижим и пуансон 3, свариваемые детали освобождаются.

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.

Читайте также: