Холодная сварка для титана

Обновлено: 06.05.2024

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.

Холодная сварка «Титан»

На рынке клея типа «холодная сварка» имеются как отечественные, так и зарубежные производители. Для тех, кто ценит высокое качество продукции, будет интересно ознакомиться с одним из наиболее крепких видов клея. Это холодная сварка Титан, которая в сравнение с остальными показывает очень достойные результаты. Одним из главных показателей в данном случае является возможность выдерживать высокие нагрузки. Также стоит отметить отличную твердость данного состава после застывания. Клей Титан не зря получил свое название, так как в сравнение с остальными он действительно на порядок крепче остальных, даже если брать в расчет зарубежные аналоги.

Внешний вид холодной сварки “Титан”

Он поставляется в двух емкостях в одной упаковке. В каждой емкости находится свой компонент. Перед использованием из следует смешать до получения однородной массы. Состав содержится в небольших банках с крышками, что удобно в хранении. Встречается также холодная сварка Белый Титан, которая поставляется в виде стержня, содержащего два компонента. для того, чтобы использовать такой вариант, его достаточно перемешать.

Помимо высокой крепости стоит также отметить температурную стойкость. В данном случае она составляет более двухсот градусов, тогда как в остальных случаях этот показатель не превышает 150.

Преимущества «Титана»

Данная марка имеет одни из наиболее высоких показателей, которые обеспечивают возможность применения даже в сложных эксплуатационных условиях;
Клей может применяться как высокотемпературная холодная сварка для металла;
Работа может вестись не только с металлическими изделиями, но и с другими материалами, при сохранении всех качеств стойкости;
Поставка осуществляется в изолированной упаковке, которая обеспечивает надежную сохранность до вскрытия;
Легкость применения, вне зависимости от опыта пользователя;
Высокий уровень адгезии;
Схватывание материала в течение 5 минут;
Достаточно большой объем поставки, так что одной пачки может хватить на несколько раз использования.

Недостатки «Титана»

Холодная сварка Титан KR-105 не так широко распространена на рынке, как остальные варианты;
Эта марка имеет более высокую стоимость, в сравнении с конкурентами;
Во время приготовления требуется соблюдать точные пропорции, так как отклонения в данном плане могут привести к ухудшению качества соединения.

Область применения

Благодаря своим свойствам клей применяется чаще всего как холодная сварка для металла, так как дает лучшие свойства соединения именно в этой сфере. Титан может использоваться как дома, для обыкновенных бытовых ремонтов, так и в различных мастерских, где требуется высокая надежность. После затвердевания смесь образует очень плотную структуру, которая может служить для замещения утраченных частей металлических деталей и конструкций. Пластичность вещества позволяет лепить с него разнообразные формы, которые сохраняются после полного затвердевания. Это происходит через несколько часов после нанесения.

Основные свойства, среди которых отличное схватывание поверхности, что обеспечивает универсальность склейки, а также большая прочность, что дает возможность восстановительных работ. Раскрывают широкую область применения во всех тех местах, где невозможно использовать обыкновенную сварку. Ведь этот клей не требует температурного вмешательства. Он хорошо совмещается с материалами при заделке треб сантехники и других сложных операциях.

Виды

«Титан» поставляется в двух вариантах. Первым является стержень, в котором соединены два компонента, один внутри другого. Это разновидность называется «Белый Титан».

Холодная сварка “Белый Титан”

Второй разновидностью является раздельное содержание материалов, где каждый компонент находится в своей емкости, но в общей упаковке.

Как варить титан в среде аргона? Премудрости аргонодуговой сварки

Титан обладает очень большой твердостью, неплохой коррозионной стойкостью. Из этого металла делают высокопрочные детали для танков, кораблей, автомобилей, оборудование для медицинского сектора, трубы. Сварка титана проводится аргонодуговым методом, поскольку он минимизирует вероятность образования вредоносных оксидов, которые негативно влияют на прочность сварного шва.

Особенности сварки титановых сплавов

Температура плавления титана составляет порядка 1500 градусов. При наличии примесей температура плавления может меняться как в большую, так и в меньшую сторону. Металлические сплавы на основе титана обычно сохраняют свою структуры при нагреве до 500 градусов по Цельсию (коррозийная стойкость сохраняется и при более серьезном нагреве).

Необходимо защитить сварной шов, чтобы избежать появления вредоносных оксидов и различных сложных соединений на основе азота и титана. Механизм образования таких соединений следующий:

В воздушной атмосфере постоянно присутствуют различные газы — азот, кислород, углекислый газ. В твердом состоянии титан не вступают в химическую реакцию с этими веществами из-за особенностей межатомных связей в титановом сплаве.
Во время сварочных работ происходит частичное или полное расплавление титана в локальной области нагрева с последующим объединений расплавленных фрагментов друг с другом (в таком случае между отдельными титановыми деталями образуются прочные межатомные связи, что делает соединение надежным).
При нагреве металла также происходит активизация газов, которые находятся в воздушной атмосфере. Из-за этого кислород, азот и прочие газы начинают активно контактировать с расплавленным титаном. Это может вызывать две реакции — механическую и химическую. При механической реакции атмосферные газы проникают вглубь металла, оседают там в виде микроскопических пузырьков. При химической реакции газы контактируют с титаном на субатомном уровне, что приводит к образованию различных оксидов и сложных соединений.

Пузырьки и оксиды оказывают негативное воздействие на качество сварного шва, что снижает его прочность. В случае большой концентрации вредоносных элементов сварное соединение становится ненадежным. Оно растрескивается даже в случае не слишком большой нагрузки, оно заметно чаще покрывается коррозией.

Для повышения качества сварки имеет смысл применять обдувание локальной области различными инертными газами. В таком случае газы будут вытеснять азот и кислород, что будет препятствовать образованию пузырьков и оксидов. Именно поэтому электрошлаковая и сварка аргоном являются оптимальными способами соединения металлических изделий на основе титановых сплавов.

Холодный и плазменный метод

Холодная технология или холодная сварка подразумевает сварку титана и его сплавов прессованием.

Холодная сварка — это разрушение кристаллической решетки, на месте которой образуется новая решетка путем соединения слоев титана. Холодная сварка производится в твердом состоянии на открытом воздухе.

Метод позволяет получить надежное соединение без сложных технологий, без использования различных сложных устройств.

Холодная сварка белого титана отличается тем, что обработка осуществляется под действием давления без внешнего нагрева. Холодную сварку можно производить при любой температуре воздуха.

Сварка листов производится внахлест специальными зажимами крепления, которые впоследствии снимаются и листы соединяются.

Плазменная сварка характеризуется высокими температурами до 30 000 ° и наличием плазменной горелки, являющейся основной частью технологии.

Из-за высоких скоростей плавления по сравнению с аргонодуговой сваркой плазменная дуговая сварка имеет следующие преимущества:

высокая производительность;
тепловое воздействие только на область шва;
небольшое количество защитного газа;
стабильное горение маломощной электрической дуги;
низкое влияние длины дуги на качество шва.

Плазменная дуга создается плазмотроном. Плазмотрон бывает двух типов: прямой и непрямой.

Первый плазмотрон характеризуется образованием дуги между вольфрамовым электродом, встроенным в газовую камеру, и обрабатываемым титаном.

Сопло плазмотрона представляет собой электрически нейтральную деталь, за счет которой происходит сжатие дуги.

Этот тип плазмотрона отличается совмещением струи с дугой, что гарантирует режим высокой температуры и тепловой мощности. Эта технология довольно популярна.

Создать электрическую дугу между электродом и титаном непросто. Поэтому при подведении титанового плазмотрона в первую очередь необходимо создать дугу между электродом и соплом, так называемую пилотную дугу.

Затем, соединив пилотную дугу и горелку титановой детали, основная дуга автоматически образуется между электродом и титаном.

Для второго типа плазмотрона характерно создание электрической дуги между электродом и соплом.

В основном использование плазмотрона этого типа необходимо для нагрева, напыления и т.д.

Плазменно-дуговая сварка применима для тонких металлов толщиной менее 1 мм, а также для сложных применений, таких как сварка титана с легированной нержавеющей сталью. Все работы по сварке титана и сплавов представлены в видео.

Особенности холодной сварки

Отсутствие тепловых эффектов, при которых, собственно, и наблюдаются деструктивные процессы в структуре титана, делает этот метод практически идеальным, но и здесь есть свои нюансы. Холодная сварка выполняется под высоким давлением, в результате чего кристаллы конструкции деформируются, смещая их и образуя общий сплав. Сварка внахлест осуществляется с помощью специальных запорных механизмов. Энергичное механическое воздействие также отличает этот метод, требующий более высоких финансовых затрат. Есть еще один недостаток, характеризующий холодную сварку. Титан, в структуре которого есть швы, образованные такой сваркой, менее надежен и может использоваться только в конструкциях, не предполагающих высоких физических нагрузок.

Подготовительные работы

Чтобы шов получился прочным, необходимо провести подготовительные работы:

Большинство металлических изделий из титана покрыты защитной пленкой оксидно-нитратного типа. Пленка появляется естественным образом во время тепловой обработки металлов. Перед сваркой необходимо избавиться от этой пленки, поскольку из-за нее будет снижаться качество. Для этого необходимо выполнить травление металла в смеси на основе фторида натрия (1 часть), воды (13 частей) и соляной кислоты (7 частей). Время травления — не более 10 минут, температура — порядка 50-60 градусов.
Также перед проведением сварочных работ необходимо зачистить край металлического объекта, где будет пролегать сварной шов. Для очистки рекомендуется использовать металлические щетки высокой жесткости. Помимо края рекомендуется также выполнить зачистку участка, который располагается в радиусе 1,5-3 сантиметров от стыка. После проведения очистки нужно не забыть сделать обезжиривание металла (с помощью спирта или любого другого реагента).
Перед работой также рекомендуется подобрать пруток, который будет выступать в качестве основы для сварного шва. Химический состав прутка имеет первостепенное значение. Сварной пруток и детали для сварки должны обладать примерно одинаковым составом, чтобы шов получился прочным. Чем сильнее отличается состав, тем выше будет шанс появления трещин и дефектов.

Как подготавливают детали

Для сварки титана необходимо полностью изолировать свариваемые поверхности от атмосферы, поэтому, как правило, применяется автоматическая или полуавтоматическая сварка.
Ручная сварка титана возможна, но только при использовании специальной сварочной горелки с керамическим соплом, через которую на свариваемые участки под давлением подается инертный газ — аргон, вытесняющий воздух.

В этом случае обратная сторона шва должна быть изолирована от атмосферы путем приклеивания стальных или медных пластин. Для обеспечения наилучшего качества шва используются перфорированные вкладыши, через отверстия которых подается аргон.

В случае полуавтоматической или автоматической сварки она выполняется в специальной капсуле, заполненной аргоном или гелием. Сварку титановых трубок можно производить без помещения всей трубки в среду защитного газа, но сама трубка должна быть герметизирована и заполнена аргоном изнутри.

Еще один важный нюанс — очистка и обезжиривание свариваемых поверхностей в 20 мм от шва. Необходимо удалить оксидную пленку, которая всегда присутствует на поверхности титанового изделия.

работать необходимо в перчатках, так как руки, даже чистые, могут оставить жирные следы на краю, что приведет к ухудшению сварного шва.

Перед сваркой титан дополнительно протравливается смесью соляной кислоты с водой и фторидом натрия — 350 мл HCl, 650 мл дистиллированной воды, 50 г фторида натрия. Температура травления — 60-65 ° С, время — около 10 минут.

После травления титан тщательно шлифуют. Для механической обработки используйте наждачную бумагу № 12, металлические щетки, скребки. Убедитесь, что края свариваемых деталей гладкие, без заусенцев и трещин. Аналогичным образом зачищается присадочная проволока. Только после этого можно сваривать титан.

Сварка титана полуавтоматом

Соединение отдельных титановых элементов осуществляется с помощью электрической дуги, которая создается вольфрамовым электродом. Преимущества: простота работ, высокая скорость застывания сварного шва.

Рекомендуется использовать постоянный ток прямой полярности. Это значительно ускоряет плавление титановых краев, что минимизирует шанс появления вредоносных оксидов. Гашение и зажигание горелки рекомендуется выполнять вне свариваемого объекта на специальных планках.

Обратите внимание, что сварка титана полуавтоматом может привести к образованию оксидов и кислородных пузырьков в металле. Для минимизации последствий такого сценария рекомендуется обрабатывать шов инертным газом (аргон).

Сварка титана аргоном

Методика аналогична предыдущему методу. Два объекта из титана приближаются друг к другу, за счет электрической дуги происходит локальное расплавление металла с последующим соединением.

Главное отличие этого метода заключается в том, что в аргонодуговых сварочных аппаратах подача защитного инертного газа автоматизирована. К горелке отдельных блоком подключается газовый баллон с аргоном. Во время сварки происходит автоматическое распыление защитного газа через сопло. Одновременно с этим происходит генерация электрической дуги с помощью вольфрамового электрода. Этот метод обеспечивает высокую степень защиты от образования оксидов и пузырьков. Оборудование стоит достаточно дешево, сварщику не нужен большой опыт.

Использование флюса

Преимущество этого метода — получение качественного и прочного шва. Использование флюса способствует образованию металла с мелкозернистой структурой, а значит, более плотным и прочным.

Перед использованием флюсовый материал сушат при температуре 250 ° C. Спинка защищена подушкой потока или медным держателем потока. Основной — это защитная паста с высотой воротника, равной или большей выступа электрода (14-22 мм);
Марки защитных составов: АНТ-1 или АНТ-3 применяется для соединения материалов толщиной до 8 мм. Заготовки толстые — АНТ-7;
Допускается использование общего оборудования. Режим: обратная полярность постоянного тока. Средние токи: 600-650А.

Электрошлаковая

Для титановых сплавов с большим содержанием олова или алюминия можно очень часто используется технология электрошлаковой сварки. Эта технология является достаточно сложной, а для ее освоения рекомендуется получить соответствующее образование. Основные особенности электрошлаковой технологии:

Для больших деталей с крупными сечениями рекомендуется применять флюсы в среде аргона. Это обеспечит высокое качество защиты деталей.
При сварке небольших деталей флюсы можно не использовать. Оптимальные технические параметры работы: сила тока — 1700 ампер, напряжение — 15 вольт, расход аргона — около 7 литров в минуту.
Для прессованных профилей электрошлаковую сварку лучше не использовать. Прочность в данном случае будет достаточно низкой в сравнении с альтернативными технологиями.

Контактная

Применение контактной технологии может быть вполне оправдано, если вам нужна сварка титановых труб. Основные особенности:

Для сварки контактным методом подходят трубы, у которых диаметр составляет 1-2,5 сантиметра, а толщина стенок — около 1 миллиметра. Такие трубы не нуждаются в защите инертными газами.
Оптимальное зарядное напряжение в данном случае — 900 вольт (для труб 10 мм X 1 мм) либо 2000 вольт (для труб 25 мм X 1,5 мм).
Перед сваркой необходимо обязательно выполнить травление кромок труб.

Качество

После проведения сварочных работ необходимо выполнить контроль качества. Для этого необходимо выполнить осмотр шва: главные параметры здесь — это цвет и его структура.

Цвет шва

Серебристый цвет с характерным ярким отливом

Очень высокое качество шва. В естественных условиях чистый титан обладает бело-серебристым цветом. Поэтому серебристый цвет шва указывает на то, что во время сварки в состав металла не попали какие-либо посторонние примеси. Такой шов не растрескается со временем, не покроется коррозией, не деформируется под действием высоких нагрузок.

Белый или желтоватый

Высокое или хорошее качество. Желтый цвет шва указывает на то, что во время сварки в металле произошло окисление с образованием простых оксидов на основе титана. Однако таких оксидов в металле образовалось не слишком много. Поэтому качество сварного шва находится на достаточно высоком уровне. То есть такой шов без проблем выдержит средние и высокие физические перегрузки, не растрескается со временем. Выдержит воздействие не агрессивной коррозийной среды.

Рыжий, коричневый, серый, черный, синеватый

Плохое качество шва. Подобный цвет указывает на то, что во время сварки образовалось большое количество оксидов, а также соединений на основе азота и титана. Такой шов является крайне ненадежным. Он растрескается при перегрузках, может покрыться ржавчиной и окалиной. По ГОСТ детали с таким качеством шва не допускаются к эксплуатации. Требуется демонтаж шва, проведение повторной сварки с удалением поврежденного фрагмента, переплавка сварной конструкции.

Структура

В случае проведения качественной сварки шов должен получиться ровным и однородным, без каких-либо уплотнений и без деформированных участков. Если в области шва образовалось большое количество неровностей (небольшие вмятины, уплотнения, бугорки-точки и так далее), то это может указывать на то, что при сварке пузырьки воздуха (кислород, азот, углекислый газ) проникли в толщину сплава. Подобный сценарий является достаточно негативным, поскольку пузырьки воздуха плохо влияют на твердость сварного шва.

Подготовка металла к сварочной операции

Перед операцией титан необходимо хорошенько подготовить. На этом этапе обрабатываются края перфорированных элементов, создается защита противоположных сторон (с использованием одинаковой толщины), а также очищается добавочная планка. Кроме того, тщательно очищается внешний слой изделия. Во время сварки его частицы могут проникать в структуру соединения, что делает его хрупким и непригодным для работы в ответственных механических конструкциях. При обработке деталей толщиной 5 см требуется проточка, в которой угол резания должен составлять 60 °. Если планируется сваривать титан и его сплавы, ранее подвергавшиеся плазменной или газовой резке, также потребуется очистка поверхностей швов с удалением слоя толщиной 3-4 мм. Универсальной мерой заключительной подготовки перед работой будет удаление внешних загрязнений, масляных пленок и окислов. Для этой процедуры используйте мелкий абразив, подпилите и обезжирьте растворителями. Затем оставшиеся следы зачистки удаляются сухой тряпкой.

Что такое холодная сварка и как ею пользоваться для склейки металлов

Холодная сварка – это клей особой прочности, который изготавливается на основе олигомеров.

Он не имеет ничего общего с промышленной холодной сваркой, которая работает по принципу диффузии атомов одной металлической конструкции в микрочастицы другой под влиянием высокого давления.

Это клеящая смесь, соединяющая металлические элементы благодаря своим характеристикам без нагрева, давления или любых других посторонних воздействий. На месте нанесения образуется шов, который по своим качествам не уступает металлу, выдерживает большие нагрузки, включая длительное вибрирование.

Холодная сварка нужна для предотвращения деформации конструкции в месте склейки при эксплуатации. Ею склеивают детали, имеющие сложную геометрическую форму или конструкции, состоящие из разных по структуре металлов.

Состав

Основные компоненты в составе – олигомеры, разбавленные металлическим порошком, отвердитель. Компоненты помещаются в отдельные ёмкости. Пользователь должен перед использованием смешать компоненты, таким образом приготовить клеящий состав.

Области применения

Применение холодной сварки очень широкое. Хоть техника безопасности предполагает отключение блока питания перед ремонтом нужных частей, характеристики состава позволяют склеивать им металлы, находящиеся под воздействием электрического напряжения. Клей будет эффективно работать на металлических поверхностях, находящихся под воздействием любых жидкостей, поэтому им можно заделать течь в топливном баке или радиаторе.

Сварка применяется для склеивания и других материалов.

Для пластиковых элементов, исключая полиэтилен. Склеивать пластик можно, когда изделие будет подвержено воздействию высоких t°C или давления.
Для керамики, камня, стекла и для дерева. Эти материалы могут склеиваться в произвольном порядке, шов должен получиться прочным. Клей часто используют для склеивания керамической плитки, чтобы приклеить скол к керамической утвари или сделать поделки из керамики, камня. Помогает надёжно склеить разбившееся стекло.
Для линолеума, ковролина. При поклейке напольные покрытия не разойдутся по шву. На этот состав можно также посадить линолеум или ковролин перед их укладкой, такое покрытие будет долго держаться, не отклеиваться.

Свойства позволяют применять материал в следующих сферах.

Для ремонта сантехники. Сантехнические сварочные работы занимают много времени, а клей существенно ускоряет ремонтные работы. Клеящий состав подходит для батарей и труб отопления из чугуна, латуни, нержавеющей стали. Шов в месте их соединения будет не менее прочным, чем при стандартной сварке.
Для автомобилей. Некоторые детали не подлежат срочной замене, а могут прослужить ещё долго, если их просто заклеить. Часто делают ремонт глушителя, заклеивают топливный бак, радиатор или мелкие повреждения в блоке цилиндров.

Склеивание гибких материалов снижает эластичность в районе соединительного шва. Ограничения для жёстких оснований отсутствуют, склеивать можно практически любые твёрдые материалы, не исключая бетон.

Формы выпуска

В зависимости от физического состояния, холодная сварка бывает сухая и жидкая.

Сухая сварка – это брусок пластилинообразной массы, который может состоять из одного/двух компонентов. Однокомпонентное средство выглядит как застывшая паста.

Жидкая сварка производится во флакончиках или тубусах, она всегда двухкомпонентная. В одном из тубусов – клей, в другом – наполнитель. Смешивать компоненты нужно перед использованием.

Виды холодной сварки

В зависимости от сферы применения бывают следующие разновидности клея.

Универсальный клей для применения на металлах, керамике, ПВХ, пластмассах, дереве, других материалах.

Специализированный состав. Он разработан для склеивания конкретного материала, например, металла или сплава. В состав клея входит порошок конкретного металла – алюминия, стали и т.д.

Специализированные клеи бывают нескольких видов.

Клеи для ремонта оборудования из металлов. Такая сварка может иметь в составе металлический порошок, обеспечивающий надёжное сцепление с поверхностью деталей, полимеры, присадки, повышающие устойчивость к разрушающим средам, кислотам. Это средство лучше справляется с механическим воздействием, устойчиво к вибрационным нагрузкам. Незаменима в экстремальных ситуациях. Из неё, например, можно сформировать сломанный болт для машины и доехать до СТО.
Водостойкая холодная сварка. Это двухкомпонентный состав, который после высыхания становится устойчивым к влажности. Некоторые составы могут наноситься на мокрую поверхность, например, на протекающую трубу. Если на упаковке указано, что можно использовать клей для сантехнического ремонта, значит, он водостойкий. Для удобства нанесения смесь выпускают в жидком и полужидком состоянии.
Термостойкая холодная сварка. Её используют там, где универсальный состав может потрескаться. Выдерживает температуру выше 150°С, а нижняя граница может доходить до -20°С.
Герметик. Герметичный состав для фиксации резьбового соединения. Характеристики прочности несколько ниже, чем у других составов.

В зависимости от цели, формы детали, ее величины и способа соединения, состав бывает:

шовным (наносится сплошной линией, образуя полноценный шов);
точечным (вместо сплошного шва, наносятся только точки, с определенным расстоянием между каждой);
стыковым (для склеивания металлических листов/деталей маленькой толщины встык);
со сдвигом (в основном применяется для соединения труб, когда тонкая труба засовывается в более толстую);
тавровым (применение в эл. сетях высокого напряжения, для склеивания мест соединения проводов).

Достоинства

Методом обычно соединяют металл, закрепляют мелкие металлические запчасти (напайки из меди на жилах кабелей или проводки из алюминия). Использовать холодную сварку можно в основном для склейки металлов, которые не подвергаются высоким температурам и нагрузкам.

Преимущества:

из-за отсутствия нагрева, склеенные части не деформируются;
соединительный шов выглядит аккуратно и очень надёжен;
безотходное использование;
отсутствие расходов на энергоносители;

использовать можно без опыта в сварочных работах;
не нужны дополнительные инструменты;
процесс на 100% экологичен, не выделяется газ, дым;
иногда холодная сварка – единственный вариант, например, при ремонте ёмкостей для хранения взрывчатых материалов.

Характеристики

Основной компонент клеевой смеси – олигомеры, металлические наполнители и добавочные ингредиенты, включая серу. От соотношения этих ингредиентов зависит качество соединения. Чтобы шов был аккуратным и прочным, нужно очистить склеиваемые поверхности, выполнить все требования по применению клея. Склеенный шов будет прочным, но не настолько надежным, как классическое сварочное соединение. Соединять можно только ненесущие конструкции, делать мелкий бытовой ремонт.

Какую температуру выдерживает

Температура эксплуатации, которую может выдержать шов, будет зависеть от состава клея. На упаковке есть вся информация о параметрах клеящего состава. Есть сведения о температурах, которые он держит с сохранением прочности.

Большая часть недорогих составов может эксплуатироваться при температуре не выше 260°С и на морозе до -20°С. Максимальная прочность обеспечивается при условии, что правильно была применена технология сварки.

Для более высоких температур используются термостойкие составы. Для этого разработана высокотемпературная холодная сварка. Она выдерживает больше тысячи градусов, не утратив свойства. Её можно использовать наряду со стандартной сваркой в труднодоступных для неё местах.

Сколько сохнет

Сохнет холодная сварка по-разному, время затвердевания будет отличаться у клеевых составов разных производителей. Для первичного застывания достаточно 10-20 мин. Это время одинаково как для двухкомпонентных жидких смесей, так и для однокомпонентной размятой пальцами пасты. Одним составам для схватывания нужно 5 мин., другой клей застывает долго – от получаса до часа.

Первичное затвердевание – процесс, при котором клеевой состав густеет и становится непригодным для работы. За это время нужно успеть полностью израсходовать приготовленный состав, поскольку его остатки можно будет просто выбросить.

В среднем время высыхания составляет несколько часов, но для максимальной прочности, склеенным предметом лучше начать пользоваться не ранее, чем через сутки.

Инструкция по применению

Чтобы пользоваться холодной сваркой для металла, не нужно иметь дорогую аппаратуру и обладать навыками. Способ применения в зависимости от вида состава может отличаться, но основные рекомендации по подготовке поверхности и нанесению будут одинаковы для всех видов клея.

Рассмотрим, как использовать сухую смесь для склеивания металлических оснований.

Наждачкой делается зачистка обрабатываемых деталей в том месте, где наносится клей. На деталях должен быть виден чистый металл с царапинами от наждачки.
Очищенную и зашкуренную поверхность нужно подсушить, обезжирить. Жировой налёт быстро удаляется ацетоном или уайт-спиритом. Наносить сварку можно на мокрую поверхность, но прочность шва будет снижена.
Чтобы предотвратить прилипание составляющих клея к рукам, нужно предварительно смочить ладони водой.
Берётся туба с клеем, от неё отрезается необходимый кусок и разминается пальцами. При разминании смешиваются составляющие клея. Получившуюся субстанцию нужно быстро нанести на подготовленную поверхность.
Подождать несколько минут, пока состав начнёт затвердевать.

Для нанесения жидкой сварки, которая выпускается в виде двух колб с компонентами, содержимое обоих ёмкостей предварительно смешивается в отдельной таре, быстро наносится на склеиваемую поверхность. Если соединяются плоские поверхности, их необходимо дополнительно скрепить зажимами, чтобы предотвратить сдвиг.

Когда клей полностью высохнет, шов нужно будет аккуратно зачистить, подготовить к покраске.

Меры безопасности

При использовании клеев надо соблюдать меры безопасности. Чтобы не допустить раздражения на коже и аллергических реакций, смешивать компоненты жидкого состава нужно в перчатках. Если состав попадает на открытые участки кожи или слизистые, их нужно немедленно промыть под потоком чистой воды.

Склеенные предметы не нагружать до полного застывания шва. Если состав подогреть, он твердеет быстрее. Швы, сформированные таким методом менее прочны, чем те, что получены в ходе обычной сварки, имеют сниженное значение допустимого напряжения растяжения. Это означает, что деталь нельзя подвергать воздействию на разрыв.

Производители и марки

Перечислим популярные бренды и их продукцию.

Abro Steel

Изготовлен в США. Упакованный в цилиндрический тубус пластический состав. Им можно склеивать автомобильные запчасти, включая кузов, радиатор, топливный бак или просто использовать в быту для заклейки кастрюль. Заклеенные миски и кастрюли нельзя использовать для приготовления пищи.

Холодная сварка Титан

По результатам независимых исследований может выдерживать силу в 1686Н, среднее напряжение на срез в 4,04 мПа, силу напряжения на сдвиг в 438Н и напряжение на разрыв 9,5 мПа. Можно соединять металлы, керамику, древесину и пластмассы. Его можно отнести к универсальным видам, которые проявляют устойчивость к разрушающим средам, выдерживают температуры до +130°С.

Момент Эпоксилин

Есть как одно- так и двухкомпонентные составы. Им можно соединять чугунные сплавы, другие материалы. Устойчив к механическому и химическому воздействию. Сформированный шов может шлифоваться, прокрашиваться.

РЕМпласт

Средство разработано для устранения течей. Наносить можно на трубы, которые находятся под давлением воды. В составе содержатся олигомеры, аминовые смолы. Аллергики при работе должны проявлять осторожность.

Поксипол

Прочно соединяет разные материалы, которые после поклейки могут подлежать механической обработке. После застывания шов хорошо переносит воздействие влаги и разрушительных сред, включая кислоты и топливо. Можно применять в быту. Выдерживает воздействие высоких t°C, но не больше +120°С. Выпускается в таре маленького объёма, что не всегда удобно для большого ремонта.

Mastix

Практичный, удобный в эксплуатации клей. Хорошо себя проявляет при высокой и минусовой температуре. Эксплуатировать соединённую деталь можно в диапазоне t°C от -60°С до 150°С. Относительно долго сохнет, может браться комками.

Алмаз

Алмаз. Универсальный состав для соединения небольших элементов. После засыхания клей стаёт хрупким.
Алмаз Пресс. Разработан специально для ремонта авто.

Скол производства ООО «Ростком»

Это клей универсального типа, которым можно ремонтировать металлические, стеклянные, керамические основания, предметы из пластмасс, бетона, древесины.

Несмотря на хорошие эксплуатационные качества, шов по крепости соединения уступает шву, сделанному сварочным аппаратом. Клеевой состав рекомендуется использовать только в качестве вынужденной меры для экстренного ремонта.

Читайте также: