Как устроена холодная сварка

Обновлено: 02.07.2024

С научной точки зрения, холодной сваркой (Cold Welding) называют процесс соединения сплавов без разогрева кромок до температуры плавления. Для ускорения процесса чаще всего используют пресс: детали сжимают, и через некоторое время, благодаря явлению под названием «пластическая деформация», получается неразъёмное соединение. До появления кузниц сплавы и благородные металлы «сваривали» при помощи сильного удара.

Из чего состоит «холодная сварка»

Технические пасты, состоящие из эпоксидных смол, отвердителей и пластичных наполнителей, называются «холодной сваркой», но это условное наименование.

Большинство составов включает в себя:

смолу – синтетическую смесь. Разные производители разрабатывают свои уникальные соединения;
отвердитель – вещество, благодаря которому, паста получает способность к застыванию. Химическая формула также зависит от марки «холодной сварки»;
наполнитель – состав, придающий смеси большую вязкость. Это нужно для удобства работы, поскольку сама по себе эпоксидная смола очень текуча.

Роль наполнителя может играть мелкая стружка из стали, алюминия или синтетические вещества.

Качество «холодной» сварки зависит от конкретного производителя, перед использованием важно изучить, для каких целей она была разработана, условия её правильного хранения, срок годности и правила применения. Если нарушена рецептура, или Cold Welding пролежала слишком долго, то надёжного соединения добиться не получится.

Для ремонта кузова автомобиля подойдёт практически любая паста, способная полностью приклеиться к стали и превратиться в твёрдую субстанцию.

Плюсы и минусы составов

Плюсы «холодной сварки»:

срок полного затвердевания большинства составов – от 10 минут до часа. Однако для надёжности рекомендуется, если есть возможность, выдерживать детали 24 часа;
простота использования – два компонента нужно лишь смешать между собой. Других манипуляций не требуется;
качественная Cold Welding выдерживает после схватывания температуру до 100 (иногда – чуть более) градусов.

После затвердевания поверхность можно обрабатывать наждачной бумагой, болгаркой, сверлить отверстия и даже нарезать резьбу.

Минусами признают ограниченный диапазон температур, при которых возможно использовать «холодную сварку» – выше нуля градусов. Но даже при наступлении морозов применение её возможно. Следует лишь предварительно прогреть поверхность металла и «сварку» строительным феном.

Как отремонтировать кузов. Пошаговая инструкция

Сначала требуется провести подготовку восстанавливаемого участка кузова:

Повреждённую поверхность нужно очистить от грязи, краски и грунта при помощи наждачной бумаги или болгарки с лепестковым кругом.
Полностью удалить ржавчину до чистого металла.
Обезжирить, используя керосин, бензин или растворитель.

Теперь можно приступить к ремонту:

Если температура воздуха ниже нуля градусов, нужно подогреть поверхность строительным феном.
Отрезать от стержня «холодной сварки» кусок такого размера, чтобы хватило на восстановление повреждённого участка.
Разминать ремонтный состав пальцами до тех пор, пока он не станет однородным – отвердитель должен перемешаться со смолой и наполнителем.
Разместить «холодную сварку» на отверстии в кузове, разглаживая её по поверхности руками.
При необходимости можно выровнять Cold Welding шпателем.

Срок полного отвердевания зависит от марки состава, рекомендуется ознакомиться с информацией на упаковке. Когда ремонтный состав застынет, то с участком можно продолжить работу: зачистить притиром с наждачной бумагой, нанести шпаклёвку, произвести выравнивание, а затем поверхность следует загрунтовать и покрасить.

Типичные ошибки

Часто во время ремонта возникают проблемы:

Состав не затвердевает – такое случается, если «холодную сварку» плохо перемешали, или её срок годности истёк.
Смола отваливается от поверхности кузова – была неправильно проведена подготовка кузова: нужно тщательно зачистить поверхность до появления крупных рисок.
Невозможно размять «холодную сварку», она крошится и разваливается – куплен просроченный продукт. Или состав ненадлежащего качества.

Перед работой можно отрезать небольшой кусочек «сварки» и протестировать его: размять и посмотреть, как он будет себя вести.

Для восстановления крупных площадей необходимо использовать мелкую стальную сетку, которая должна перекрывать всю повреждённую зону. Армирующий элемент нужно предварительно обезжирить. «Холодную сварку» лучше наносить поэтапно в 2-3 слоя.

Как сделать самодельную «холодную сварку». Способы ремонта крупных дефектов кузова

Учитывая, что основной компонент «холодной сварки» – эпоксидная смола, можно изготовить ремонтный состав своими руками. Для этого нужно:

Взять эпоксидный двухкомпонентный клей и смешать его в ёмкости с отвердителем, учитывая пропорции, рекомендованные производителем.
В полученную смесь засыпать металлические опилки, которые будут играть роль наполнителя.
Отрезать фрагмент от полотна стеклоткани так, чтобы он полностью перекрывал восстанавливаемый участок.
Ремонтный состав равномерно нанести на кузов.
Уложить сверху вырезанную заплатку.

Плюсы такого способа: можно восстанавливать крупные участки, допускается регулирование вязкости смеси в соответствии с необходимостью, не нужно приобретать «холодную сварку».

Важно учесть, что эпоксидный клей сохнет 24 часа. После затвердевания можно заниматься шпаклеванием.

Марки составов. Топ-5. Отзывы мастеров

Для ремонта кузова можно использовать как твёрдые составы, так и желеобразные или смеси в виде паст. Выбор зависит от площади повреждённой поверхности, её положения (вертикальная, горизонтальная), доступности восстанавливаемой зоны.

Холодная сварка металлов – никакого волшебства!

Холодной сваркой называется соединение металлов в твердой фазе, достигаемое совместным пластическим деформированием соединяемых элементов без применения нагрева. Процесс осуществляется на воздухе при комнатной температуре, которая для большинства материалов ниже температуры рекристаллизации (чаще всего – путем приложения давления). Поэтому в ГОСТ 2601 данный способ имеет следующее определение:

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

ВНИМАНИЕ! Если вы искали клей "холодная сварка" см. статью "Холодная сварка" – клей, но не сварка

Содержание

Холодная сварка металлов – экскурс в историю

Холодная сварка металлов известна с древних времен. Как показывают археологические исследования и исторические хроники – "Колосс Родосский" был снаружи покрыт тонкими медными листами, которые были соединены между собой с использованием холодной сварки. То есть данная технология была применена и при создании шедевров античного периода.

В Национальном музее в Дублине (Ирландия) хранятся золотые коробочки, которые по заключению экспертов, изготовлены в эпоху поздней бронзы с применением данного способа.

В 1724 году священником Дезагюлье (J. L. Desaguliers) был представлен способ соединения свинца с помощью холодной сварки. Опыт заключался в том, что два свинцовых шарика диаметром около 25 мм сдавливали вместе и вращали, в результате они соединялись. Последующие попытки разорвать данное соединение и измерить величину разрыва с помощь весов показали, что прочность соединения некоторых образцов оказалось ничем не хуже основного металла. Результаты данных опытов были опубликованы в научных журналах.

На данный способ получения соединения впервые всерьез посмотрели в 1940-х годах, именно в это время ученые обнаружили странный эффект взаимодействия нескольких кусков одного и того же металла в абсолютном вакууме – при наличии чистых плоских граней они притягиваются.

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.

"Холодная сварка" - клей, но не сварка

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:

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.

Аппарат для холодной сварки — особенности, устройство, разновидности, полезные советы

Сварка — это многофакторной процесс соединения металлов и других пластичных материалов. Методик процесса сегодня очень много, от самых распространенных до весьма специфических и редких. Одним из способов соединения металлов является холодная сварка, которая производится не за счет расплава кромок соединяемых деталей, а с использованием их пластической деформации.

Есть и другие методы, которые принято называть холодной сваркой, хотя они принципиально отличаются от стандартных методик. Оборудование для этого метода также отличается от стандартных конструкций, поскольку режим процесса требует создания определенных и весьма специфичных условий. Рассмотрим этот вопрос подробнее.

Аппарат для холодной сварки

Разбираемся в терминологии

Холодная сварка — это понятие, определяющее разные процессы и материалы:

клеевой состав под названием «холодная сварка», используемый для заполнения трещин или соединения деталей, не предназначенных для приложения значительных усилий;
способ точечного соединения листовых мягких металлов внахлест;
режим обычной сварки.

На заметку! Нередко при рассмотрении этих методик возникает некоторая путаница, поскольку под одним и тем же названием подразумеваются совершенно разные процессы. Поэтому часто приходится сначала уточнять, о чем именно идет речь, иначе собеседники попросту не поймут друг друга.

С точки зрения оборудования, используемого для реализации процесса холодной сварки, могут рассматриваться только методика пластичной деформации или вариант обычной сварки. Клеевой состав наносится вручную, и никакое оборудование здесь не нужно.

Суть принципа такой сварки

Классическое определение холодной сварки говорит, что это процесс соединения двух металлов методом пластической деформации. На практике этот метод реализуется в виде точечного соединения двух пластин внахлест, при котором на участках контакта создается значительное деформирующее усилие. Принцип соединения заключается в максимально плотном прижиме деталей, при котором их кристаллические решетки вступают в молекулярное взаимодействие.

Важно! Возникает точечный участок с монолитной структурой. Принципиальным отличием является отсутствие расплава на границе двух деталей, нет смешивания металлов с изменением их свойств или состояния.

Оборудование для выполнения холодной сварки представляет собой разновидность пресса, где усилие на соединяемые детали передается с помощью двух рабочих элементов — пуансонов. Методика достаточно проста и обладает массой преимуществ.

Достоинства:

нет необходимости в использовании электрических преобразователей;
соединение производится максимально щадящими методами;
нет теплового воздействия, сохраняются все рабочие свойства материалов;
при соединении деталей не требуется последующей декоративной обработки точек контакта;
можно соединять разные металлы, что невозможно при выполнении обычных сварочных работ.

Недостатки:

возможно соединение только пластичных металлов (твердые сплавы подобным способом не соединить);
большой припуск на создание нахлеста соединяемых пластин.

Использование этого метода на практике ограничено специализированными промышленными цехами. В мелкосерийном производстве этот метод встречается реже, так как его обычно можно заменить другими технологиями.

Холодный режим

Существует еще один вид технологии, который чаще всего имеют в виду, говоря о холодной сварке (Cold welding). По сути, это режим обычной сварки с заданным временем горения дуги и регулируемым интервалом между импульсами. Он обеспечивает минимальный нагрев и деформации соединяемых материалов.

Его особенность заключается в подаче коротких импульсов с довольно большими паузами между ними, что позволяет исключить перегрев соединяемых деталей.

отсутствие температурных деформаций соединяемых деталей;
нет изменений кристаллической решетки, изменяющих структуру металлов;
можно соединять очень тонкие листовые металлы, не деформируя и не меняя их состав;
для соединения не требуется нахлест, что дает немалую экономию металлов и позволяет значительно упростить технологию сборки;
можно работать с твердыми металлами.

для выполнения работы нужно специальное оборудование;
требуется подключение к сети электропитания;
качество соединений в значительной степени зависит от уровня квалификации сварщика.

Оборудование для работы в режиме холодной сварки представляет собой модификацию обычного сварочного инвертера. Есть совсем простые модели, представляющие собой набор конденсаторов. Они дают разряд через определенные промежутки времени. Более сложные модели позволяют регулировать и частоту, и длительность разряда. Это позволяет расширить возможности процесса, корректировать режим сварки исходя из особенностей металла или детали.

Область применения

Методика холодной сварки (оба вида, и стыковочный и импульсный) используется для соединения относительно тонких листовых металлов. Чаще всего эти технологии встречаются в машиностроении или в производстве бытовой техники (при сборке металлических корпусов духовых шкафов, электрических щитков, прочих изделий подобного типа).

Аргонная и холодная сварка

При этом холодная сварка как режим используется гораздо чаще. Поэтому в большинстве случаев речь идет именно об этой технологии. Большое количество возможностей и отсутствие ограничений по конфигурации соединяемых деталей (возможность соединять их в тавр или под углом) обеспечивают максимальную востребованность методики в самых разных областях промышленности, декоративных или оформительских работ, прикладных видах деятельности.

Обратите внимание! Методика высоко ценится у авторемонтников, производителей кузовных работ и прочих видов обслуживания автомобилей.

Оборудование

Поскольку холодная сварка представлена в двух технологических разновидностях, оборудование для нее также имеет разную конструкцию и принцип действия. Поэтому рассматривать их надо по отдельности.

Установки для стыковочной сварки

Стыковочные установки являются чисто механическими устройствами, оснащенными силовым блоком и штампом (иногда его называют пуансоном). Кроме этого, они имеют схему и аппаратуру управления. Существует несколько конструкционных видов:

машины общего назначения, способные выполнять работы разного характера и предназначенные для соединения металлов в определенном диапазоне толщины и конфигурации;
узкоспециализированные модели, предназначенные для выполнения конкретной технологической операции.

Первые модели выпускались серийно, вторые — только по спецзаказу. Как правило, это гидравлические прессы с устройствами для подготовки поверхностей под соединение. Они являются либо элементами технологической цепочки, либо самостоятельными установками широкого применения.

Различные формы пуансонов при холодной сварке

На заметку! Необходимо учесть, что сегодня выпуск подобного оборудования прекращен, и в эксплуатации имеются модели, выпущенные еще в советские времена. Поэтому рассматривать конкретные модели нецелесообразно — все равно приобрести их негде, а самодельные конструкции требуют отдельного и специализированного описания.

Устройства для импульсной холодной сварки

Устройства для импульсной технологии (электросварки) являются вариантом конструкции обычного сварочного инвертера. Большинство из них представляют собой универсальный прибор, способный обеспечить несколько рабочих режимов. Холодная сварка — лишь один из вариантов, предназначенных для соединения самых тонких листов. Еще недавно это были сплошь импортные устройства, но сегодня в ассортименте торговых организаций преобладает продукция отечественных производителей.

Наибольшей известностью пользуется продукция следующих фирм:

Сварог. Российская компания, выпускающая широкий ассортимент сварочного оборудования;
Зубр. Еще одна российская компания, выпускающая огромное количество ручных электроинструментов и приборов;
Fubag. Немецкая компания, изготавливающая практически весь ассортимент сварочного оборудования, расходников и комплектующих;
Riland. Ведущий китайский производитель сварочного оборудования, с 2012 года являющийся совладельцем бренда Aurora.
Andeli. Китайская компания, выпускающая различные виды электротехнического оборудования. Сварочные аппараты — лишь одна из позиций среди огромного множества видов продукции.

Рассматривать конкретные модели нецелесообразно — они выпускаются сравнительно малыми партиями, ассортимент постоянно расширяется и модернизируется. Поэтому пользователям рекомендуется внимательно рассматривать показатели приборов, имеющихся в продаже на текущий момент.

Вопросы и ответы

Холодная сварка — это технология, которую принято считать новой. Однако опытные специалисты знают ее уже давно, хоть и под другим наименованием. У неподготовленных пользователей может возникнуть большое количество вопросов, на которые правильнее ответить сразу. Это даст возможность правильнее понять особенности методики и определить, насколько она подходит для реализации задуманных проектов.

Цены на сварочные аппараты весьма разнообразны. Какой уровень стоимости соответствует максимальному качеству оборудования?

Рассматривать качество аппарата, руководствуясь его ценой, неправильно. Необходимо анализировать его технические характеристики, функционал, рабочие качества. Цена не является показателем, поскольку она во многом зависит от внешних факторов. Однако, если это имеет значение, рекомендуется интересоваться приборами средней ценовой категории.

Современные технологические линии позволяют получать высокое качество продукции независимо от страны-производителя. Поэтому надо руководствоваться техническими показателями и не смотреть на географию производства.

Нет, не влияет. Как правило, качество работы определяется наличием опыта и навыков. Нужно знание используемого оборудования, опыт его эксплуатации и общая подготовка сварщика. При этом, мастера предпочитают оборудование с расширенным функционалом — оно позволяет решать задачи разного типа и степени сложности.

Любое оборудование подобного типа поддается ремонту достаточно хорошо. Покупая аппарат, следует сразу узнать адрес сервисного центра и изучить условия действия гарантийного договора — иногда самовольные действия владельца могут стать причиной отказа в бесплатном обслуживании.

Да, можно. Аргон нужен для сварки цветных металлов и чугуна, а для обычной стали он бесполезен.

Что собой представляет холодная сварка? Ее виды, характеристики, способы использования

Во многих случаях при ремонте как металлических деталей, так и конструкций, изготовленных из неметаллических материалов, используется холодная сварка.

Что собой представляет холодная сварка

Под термином «холодная сварка» понимают два процесса:

Воздействие на холодные металлические детали с помощью давления. В результате этого возникает пластическая деформация металлов в области сжатия и их соединение.
Соединение деталей с использованием специального затвердевающего состава.

Наибольшее распространение как на производстве, так и в быту получил второй тип холодной сварки. Далее будет рассматриваться именно такой вид соединения.

Фактически средство «холодная сварка» представляет собой клеящее вещество – эпоксидный клей, в который для улучшения его характеристик включены различные добавки.

При смешивании смолы с отвердителем происходит ее полимеризация и отвердевание. В результате образуется прочное соединение с хорошими характеристиками.

Состав

Состав холодной сварки в зависимости от ее назначения и производителя может меняться. Часто этот состав является технологической тайной и держится в секрете. В зависимости от входящих в состав средства компонентов меняются механические характеристики, время застывания, рабочая температура и область применения сварки.

В любом случае основными составляющими являются:

Эпоксидная смола является основой, на которой образуется клейкое вещество. Отвердители предназначены для того, чтобы ускорить процесс полимеризации и застывания клея.

Наполнители представляют собой порошки из различных металлов или минералов. Благодаря таким составляющим, улучшаются свойства сварки в части прочности и теплопроводности. Они же способствуют лучшей приспособляемости сварки при ее специальном применении.

Пластификатор делает холодную сварку более пластичной и улучшает ее свойства по сопротивляемости ударам или другим механическим воздействиям.

В зависимости от консистенции ХС может иметь вид жидкости или мягкого бруска (типа пластилина).

Выбор того или иного вида сварки зависит от места его применения. Например, для восстановления резьбы, а также при необходимости металлического или тканевого армирования шва используется жидкая сварка. Во многих других случаях предпочтительней является сварка в виде мягкого бруска.

В жидком виде

Набор холодной сварки в жидком виде обычно состоит из двух тюбиков – в одном из них находится раствор эпоксидной смолы с наполнителями, а в другой – отвердитель. Перед применением из каждого шприца или тюбика выдавливается по равному количеству смолы и отвердителя, которое затем тщательно перемешивается. Полученный раствор наносится на склеиваемые детали.

Пластилинообразная (в виде бруска)

Пластилинообразная холодная сварка обычно имеет вид двухслойного бруска или цилиндра. Цилиндр состоит из двух слоев. Верхний слой (оболочка) бывает обычно более темного цвета и состоит из эпоксидной смолы. Внутренняя сердцевина – это отвердитель. В состав сердцевины входит также металлическая пыль, которая армирует состав и повышает его сопротивление температурным и механическим воздействиям.

Перед применением от бруска отрезается необходимый кусок двухслойной пасты, который затем тщательно разминается и наносится на нужное место.

Время, когда состав сохраняет пластичность, довольно мало. Поэтому операцию по склеиванию надо проводить быстро.

По назначению

По назначению составы холодной сварки бывают:

Составы первого вида могут быть предназначены для склеивания конкретных материалов:

Универсальная сварка имеет состав, который годится для работы с любым материалом. Однако качество универсальной сварки уступает качеству сварки, предназначенной именно для данного материала.

Холодная сварка для металла широко используется в промышленности и в быту. На бытовом уровне такой клей применяют для ремонта сантехники, батарей отопления, автомобилей.

Примерная стоимость холодной сварки для металла на Яндекс.маркет

Для ремонта сантехники существует специальная подгруппа холодной сварки, которая не реагирует на наличие влаги. После затвердевания состав почти не реагирует на нагрев.

С помощью холодной сварки автомобилист может срочно отремонтировать радиатор или головку блока цилиндров, чтобы можно было добраться до мастерской. Такой ремонт обычно носит временный характер, так как средство не может долго выдерживать механические нагрузки и вибрацию.

При ремонте металлических изделий необходимо учитывать вид материала, из которого изготовлена данная конструкция, и подбирать соответствующую марку сварки. В зависимости от типа материала, на который рассчитана марка сварки, в нее добавляется соответствующий наполнитель. Например, для сварки стали в качестве наполнителя используется железный порошок, а для сварки алюминия – пудра из алюминия.

Холодная сварка для пластика не так популярна, как сварка для металла. Однако она также часто используется, например, для ремонта полиэтиленовых труб.

Примерная стоимость холодной сварки для пластика на Яндекс.маркет

При ремонте полов иногда используется сварка для линолеума. Ее использование позволяет быстро прикрепить линолеум к полу. По качеству такой ремонт значительно превосходит использование двустороннего скотча или жидкого клея.

Примерная стоимость холодной сварки для линолеума на Яндекс.маркет

Сварка для бетона позволяет закрепить деталь на бетонной стене без сверления. Но бетон имеет большую гигроскопичность, что иногда препятствует созданию хорошего крепления.

Примерная стоимость холодной сварки для бетона на Яндекс.маркет

Чаще такая сварка используется для соединения осколков при восстановлении поврежденных памятников или статуй из бетона.

Области применения

Холодная сварка используется в различных областях промышленности и домашнего хозяйства. В зависимости от марки она может быть использована для соединения:

металлических деталей. Например, стали или алюминия;
неметаллических и металлических деталей;
деталей, работающих при повышенных температурах (термостойкие марки);
сантехнических изделий;
изделий из мрамора, фарфора, кафеля.

С ее помощью можно отремонтировать автомобиль, сантехнику, трубопровод, батарею отопления.

С помощью средства можно не только склеить детали, но и заделать отверстие в металлической трубе, сколы, трещины и даже восстановить резьбу.

Специализированные средства позволяют производить ремонт деталей из пластика, бетона.

Для работы в условиях повышенных температур выпускаются специальные составы термостойкой холодной сварки. Благодаря вводу в состав сварки различных добавок, рабочая температура сварки может достигать + 900 °С и даже +1316 °С. Такие сварки, например, можно использовать при ремонте глушителей, выхлопных систем или двигателей автомобиля.

В домашнем хозяйстве это средство может быть также использовано для ремонта мебели, предметов интерьера и домашней утвари.

Особенности и преимущества

Широкое распространение холодной сварки связано с наличием у этого средства ряда достоинств. К ним относятся:

наличие на рынке большого количества средств как универсальных, так и специализированных;
возможность соединения деталей из разнородных материалов;
возможность обработки изделий с помощью средств холодной сварки без демонтажа конструкции;
при использовании сварки не требуется дополнительной аппаратуры и обученного персонала;
применение не требует термического воздействия на детали и не меняет их физических свойств;
небольшая цена.

К недостаткам такого вида сварки необходимо отнести:

невысокая прочность на разрыв, что не позволяет использовать средство в капитальных работах;
разнородность материала в основной и восстановленной части конструкции;
неэстетичный вид шва, требующий последующей обработки.

Особенностью использования средства является то, что после соединения эпоксидной смолы с отвердителем состав быстро затвердевает. Первичное отвердение происходит через 5-7 минут. В течение этого времени необходимо произвести нанесение смеси на детали и сжать их.

В состав средств входят токсичные эпоксидные и аминовые смолы. Поэтому при использовании составов такой сварки необходимо учитывать следующие обстоятельства:

Нельзя использовать средства для ремонта кухонной посуды, предназначенной для приготовления или хранения пищи.
Хранить сварку в местах, недоступных для детей.
При работе использовать резиновые перчатки.
При попадании крошек или раствора на кожу промыть место попадания водой с мылом или спиртом.
При попадании смеси в глаз промыть его теплой водой и обратиться за медицинской помощью.
Работы со сваркой желательно производить в помещении, оборудованном вентиляцией.

Как пользоваться

Для получения прочного соединения с помощью холодной сварки необходимо выполнять основные правила использования этого средства. Точная инструкция по применению обычно прилагается к купленному средству. Обобщенный алгоритм соединения двух металлических деталей такой:

Поверхности деталей очистить от грязи, ржавчины и окалины.
Чистые поверхности обезжирить.
Надеть на руки резиновые перчатки.
Развернуть обертку и отрезать кусок бруска (стержня).
Смочить пальцы водой и тщательно размять двухслойный кусок смеси.
Полученную массу нанести на соединяемые поверхности и сжать их.
Выдержать фиксацию в течение 15-20 минут.
Полное затвердевание наступает за время от 1 часа до 24 часов.
После полного затвердевания шов обработать наждачной шкуркой и при необходимости покрасить краской.

Производители

На российском рынке имеется большое количество средств как российского производства, так и импортных. Цены на импортные средства обычно в несколько раз превышают цены на отечественные. В таблице приведены некоторые распространенные бренды, указанные на Яндекс.Маркет.

Читайте также: