Как работать с холодной сваркой: 4 этапа + 5 типов жидкости

Содержание

Как пользоваться холодной сваркой | stalbox.by

В последнее время мелкие дефекты и небольшие трещины в деталях заделывают при помощи холодной сварки. «Холодная» означает то, что в процессе не задействуют нагрев, высокие температуры для расплавления материала.

Кроме того, во время холодной сварки отсутствует проникновение молекул одного вещества в другое. Чтобы понять, как пользоваться холодной сваркой, необходимо уяснить суть метода.

В классическом понимании сварка — это «клей», в котором может содержаться металлический наполнитель, позволяющий крепко соединять различные вещества, включая металл. При помощи сварки заделывают трещины в емкостях и трубах, наращивают недостающие или изношенные элементы детали или оборудования.

Для мелкого ремонта холодная сварка подойдет лучше всего, хотя по крепости и надежности соединения, способ не сравнится с газовой или с электрической сваркой.

Однако те, кто знает, как правильно пользоваться холодной сваркой по металлу, уверяют, что для работ не нужно даже демонтировать детали и искать специальное помещение.

А для тех материалов, в работе с которыми не обойтись без воздействия высокими температурами, подбирают высокотемпературную холодную сварку, проводя ее при показателях свыше 1 тысячи градусов Цельсия.

Применяется холодная сварка для металла во многих областях промышленности, однако как пользоваться ей знают немногие.

В любом случае, применяемой в ходе работ вещество является универсальным и может оказаться полезным даже дома. При помощи материала соединяют металлы различных видов, а также металлические основания с неметаллическими.

Как и обычный тип сварки, холодная используется для заделки трещин, образовавшихся отверстий и дыр, с ее помощью выполняют наплавку материала на различные детали. Она отлично держит элементы, образуя надежный шов.

Чтобы крепление оказалось прочным, и ремонт был произведен надолго, необходимо придерживаться четких этапов применения материала и знать, как правильно пользоваться холодной сваркой.

Часто такой сварочный клей используют для ремонта сантехники, поскольку он легко справляется с давлением в водопроводно-канализационных трубах. При ремонте автомобилей холодной сваркой легко заделать протекающий топливный бак, при этом не потребуется его демонтировать и промывать. Для склейки аквариумов и различных элементов мебели способ также незаменим.

Перед тем, как воспользоваться холодной сваркой для металла, необходимо провести подготовку. Если этот этап упустить, качество схватывания материала будет намного ниже и потребуется начать сначала.

Очистите склеиваемые поверхности от жира, масла и грязи. Можно воспользоваться наждачной бумагой или абразивной очисткой. Это обязательный этап, поскольку улучшает адгезию.
Помните, что работать надо в защитных перчатках.
Клей для холодной сварки может быть представлен в жидком виде, когда его следует выдавливать из двух тюбиков и тщательно перемешивать.

Пластилинообразный клей просто отделяют от общей массы. Будьте внимательны и сразу отделите ту часть, которую собираетесь использовать, поскольку повторно материал не применяют.
Состав разогревается и затвердевает при разминании, сохраняя требуемый уровень эластичности. При нужной консистенции его можно наносить на поверхность деталей.
После нанесения клея место фиксируют жгутом для надежного крепления.
Ремонтируя холодной сваркой трубы, разглаживающие движения стоит проводить пока материал полностью не примет нужную форму.
Материал затвердевает на 95% спустя 1-3 часа.

Убрать лишние куски холодной сварки с поверхности металла, можно с помощью шпателя, пока состав не затвердел полностью. Отстукивание молотком лишнего материала используют в тех случаях, когда клей застыл.

Выбирайте качественные материалы для проведения холодной сварки. Соблюдайте все рекомендации производителя по приготовлению и использованию клея.

Все о холодной сварке — свойства, применение, инструкции

Сегодня в каждом строительном магазине можно приобрести любой состав для оперативного ремонта изделий и упрощения процесса монтажа. К таким относят холодную сварку. Ответим на актуальные вопросы и дадим краткую характеристику популярной группе товаров с интригующим названием.

Холодной сваркой называют специальный клей, имеющий в составе особые присадки. Последние создают прочные соединения, сравнимые с горячей сваркой. Технологию используют как в промышленности, так и в быту. Таким способом соединяют различные материалы — металлы, стекло, керамику, пластик, дерево, фанеру и полимеры. Чаще всего используют одно- или двухкомпонентные составы.

Характерные особенности холодной сварки:

простота в использовании;
отсутствие требований к наличию специальных навыков;
быстрый и эффективный ремонт;
доступная стоимость.

Главное достоинство холодной сварки —отстутствие необходимости приобретать дорогостоящее сварочное оборудование. Это особенно актуально для проведения ремонта при отсутствии газа и электричества.

Клеевой состав известен широкими возможностями, что определяет его популярность. Скорее всего, у читателя возникнет вопрос о том, как пользоваться холодной сваркой и в каких областях применять. Ее состав обычно базируется на эпоксидной смоле и дополнительных присадках. Иногда к ним добавляют специальные металлические включения или загущающие компоненты.

Где применяется?

Области использования холодной сварки обширны. Перечислим основные:

Для скрепления пластика — обычно применяется для ремонта полимерных труб с низким давлением в случае их протечки. Помимо этого, холодная сварка отлично справляется с восстановлением отверстий для вкручивания саморезов и детских игрушек.
Для соединения металлических деталей — этот вариант уступает по прочности привычной сварке, но, несмотря на это, часто используется. Обычно таким способом соединяют металлы, которые впоследствии не будут подвергаться ударам и испытывать нагрузки. Холодную сварку используют в процессе ремонта смесителей, резьбы или сантехники.
Для скрепления дерева — чаще всего таким способом ремонтируют мебель и отколотые пространства. Дерево отлично склеивается холодной сваркой и долго служит впоследствии.

Для ремонта автомобиля — используют для восстановления бампера, устранения течи в системе охлаждении и для ремонта пластиковых деталей интерьера.

Холодную сварку применяют в различных областях. Она отличается термо- и влагостойкостью, а также выдерживает высокое давление. С таким составом можно работать в неблагоприятных условиях и устранять различные проблемы.

Достоинства холодной сварки очевидны:

ровные швы;
экологичность и безопасность;
термо- и влагостойкость;
бюджетная стоимость;
отсутствие необходимости использовать специальные инструменты;
возможность работы под водой и в газоопасных местах.

Главный недостаток холодной сварки — это вынужденная деформация свариваемых деталей, которая для некоторых материалов достигает значения 60–70 %.

К минусам можно отнести небольшой диапазон склеиваемых материалов, ограниченную универсальность оборудования и малый выбор размеров и форм.

Виды холодной сварки

Технология холодной сварки позволяет надежно соединить однородные или различные по природе материалы. Склеивание деталей специальным клеевым составом образовывает прочный шов и глубоко проникает в деталь. Различают несколько видов холодной сварки:

точечная — предполагает соединение медных и алюминиевых проводников;
шовная — используется для создания тонкостенных сосудов, кожухов и герметичных емкостей;
стыковая — подходит для соединения проводов и кольцеобразных деталей;
тавровая — используется для крепления прокатных профилей;
сдвиговая — применяется с целью соединения водопроводных или отопительных контуров.

Рекомендуемые товары

Ошибка получения цены товара «Нивелир оптический 4 Н 3 КЛ»

Холодная сварка различается по способу фасовки:

жидкая — двухкомпонентный состав, отвердитель и пластификатор соединяются непосредственно перед использованием;
пластинообразная — брусок, который разминается и перемешивается в дальнейшем.

Использование двухкомпонентной сварки требует определенных навыков, но при этом расходуется экономнее пластинообразной.

В зависимости от целевого назначения выделяют холодную сварку:

жидкую для соединения металлов;
жидкую для ремонта автомобилей;
универсальную сварку для металла, дерева, стекла или пластика;
состав для работы в специальных условиях — под водой, в условии высокой температуры, в агрессивной среде.

Как пользоваться холодной сваркой?

Для того чтобы получить прочный и ровный шов, важно соблюсти технику и последовательно выполнить следующие шаги:

Очистить склеиваемые поверхности или место предполагаемого ремонта от грязи, пыли и ржавчины. При необходимости зачистить участок наждачной бумагой, обезжирить спиртом и тщательно просушить.
Извлечь компоненты холодной сварки в равных пропорциях и поместить на сухую поверхность. Далее смешать их до получения однородной массы.
Следующий шаг — нанесение готовой однородной смеси на соединяемые поверхности или детали.
Убрать остатки клеящего вещества шпателем. Если они успели затвердеть,следует аккуратно воспользоваться молотком.
Дождаться результатов. Время жизнеспособности клея при температуре +20 °C составляет от 3 до 4 часов. Максимальная прочность соединения достигается спустя сутки при условии нахождения в такой же обстановке.

Обратите внимание! Отремонтированное изделие способно выдерживать температурный диапазон от -60 до +250 °C.

Правила безопасности и хранения

Входящие в состав холодной сварки компоненты отличаются высокой химической активностью. Их действие раздражает кожу и слизистые оболочки, а в случае попадания состава в организм есть риски спровоцировать отравление, угрожающее жизни человека. По этой причине при работе с холодной сваркой важно соблюдать определенные меры безопасности:

Перед началом процесса обязательно надеть резиновые или пластиковые перчатки.
Протестировать действие компонента на материале перчаток. Если обработанный участок растворится, следует взять перчатки из другого материала.
Работать с холодной сваркой лучше в специальных защитных очках или экране. Особенно важно придерживаться этого правила в ходе ремонта автомобилей и трубопроводов. Использование защиты позволяет сохранить лицо и слизистые.
Если компонент попал на кожу, следует немедленно промыть участок чистой водой.
Если холодная сварка случайно попала внутрь человеческого организма, необходимо промыть желудок большим количеством чистой воды.
Компоненты должны храниться в недоступном для детей месте.
Холодную сварку не следует использовать для ремонта емкостей и посуды, которые используются в быту.

Обратите внимание! После полного застывания компоненты теряют свою агрессивную активность. Через сутки отремонтированную вещь можно трогать руками и не переживать о безопасности.

Заключение

Холодная сварка не сравнима с классическим процессом в первую очередь по своей прочности. Но с помощью этого клеящего состава можно решить много задач в процессе ремонта. При выборе холодной сварки следует учитывать обрабатываемый материал, а в процессе работы — соблюдать требования безопасности.

Специалисты Строймашсервис-Мск

Материал подготовили сотрудники smsm.ru, имеющие практический опыт работы более 25 лет со строительным оборудованием и инструментами как российского производства, так и иностранного.

Что это? Как это работает

Холодная сварка соединяет металл практически без тепла. Это один из самых интересных методов сварки, и многие металлы можно сваривать холодным способом благодаря законам физики и нашему пониманию материаловедения.

В этой статье вы узнаете, что такое холодная сварка, как она работает и какие металлы можно сваривать холодным способом.

Что такое холодная сварка?

Процесс холодной сварки не требует подвода тепла для соединения металлических деталей. Металл остается в твердой фазе и никогда не расплавляется. Таким образом, холодная сварка считается процессом сварки в твердом состоянии.

Вместо этого энергия, необходимая для связывания металла, применяется в виде давления. В отличие от сварки плавлением, такой как дуговая сварка и сварка трением, холодная сварка не имеет фазы расплавленного или жидкого металла, поэтому ее называют холодной сваркой.

Прикладываемое давление максимально сближает поверхности заготовок. После сжатия наноразмерное расстояние становится неважным, и атомы металла перескакивают с одного куска на другой. Это приводит к почти идеальному соединению практически без последствий, и два отдельных куска металла становятся однородной массой.

Но для этого нужно идеально очистить металлические поверхности. Каждый металл имеет оксидные слои, которые необходимо удалить перед попыткой холодной сварки. Но об этом мы поговорим далее в статье более подробно, но сначала давайте рассмотрим некоторые плюсы и минусы этого процесса.

Pros

Идеальный процесс для сварки алюминия, особенно соединения алюминия с медью, двух металлов, которые являются сложной задачей при использовании других способов сварки
Устраняет проблемы в зоне термического влияния (ЗТВ), поскольку отсутствует концентрированное тепло и, следовательно, ЗТВ от сварочной дуги
Обеспечивает почти идеальное сварное соединение без хрупких интерметаллических соединений, микротрещин и других дефектов соединения
Способен соединять широкий спектр разнородных металлов, которые иначе трудно сварить вместе
Снижает требуемые навыки для сварки экзотических металлов

Минусы

Поверхность должна быть тщательно очищена; может потребоваться несколько этапов очистки и подготовки металла
Неровности поверхности, загрязнения и наноразмерные молекулярные структуры могут исказить результаты
Трудно достичь в промышленных условиях из-за пыли и других частиц в воздухе
Углеродистая сталь и закаленные металлы не подлежат холодной сварке, работают только с цветными пластичными металлами, такими как медь, алюминий, свинец, золото и т. д.
Неправильные формы плохо поддаются холодной сварке, и наилучшие результаты достигаются с плоскими поверхностями

Для чего используется холодная сварка?

Холодная сварка используется во многих отраслях промышленности, в том числе в аэрокосмической, автомобильной, электронной и производственной.

Чаще всего используется при сварке проводов, особенно из разнородных металлов. Холодная сварка также идеальна при прокладке подземных проводов, когда существует опасность возгорания горючих газов в процессе сварки, вызывающей тепло.

Кроме того, часто используется для герметизации емкостей, чувствительных к теплу, например, контейнеров со взрывчатыми веществами.

Как правило, холодная сварка используется, когда высокая температура может вызвать слишком большие повреждения или представлять опасность.

Как работает холодная сварка

Процесс холодной сварки до приложения давления

Холодная сварка соединяет металл при температуре окружающей среды без нагревания или прохождения электрического тока в соединении. Применение силы к металлическим деталям устраняет шероховатость поверхности и устраняет мелкие неровности поверхности. Но самая важная причина применения давления — способствовать межатомному притяжению между двумя металлическими поверхностями.

Перед холодной сваркой необходимо удалить оксидные слои с обоих металлов. Каждый металл образует оксиды на поверхности, что делает внутренний, чистый металл недоступным. Вот почему, например, сжатие двух неочищенных, окисленных медных деталей не даст сварного шва.

Цитируя известного физика Ричарда Фейнмана:

«Причина такого неожиданного поведения в том, что, когда соприкасающиеся атомы все одного и того же типа, атомы не могут «знать», что они находятся в контакте. разные куски меди. Когда есть другие атомы, в оксидах и жирах, а также в более сложных тонких поверхностных слоях загрязнителей между ними, атомы «знают», когда они не находятся на одной и той же части».

Итак, когда мы очистим поверхность металла и приложим достаточное давление, металлы образуют однородную металлургическую связь. Новообразованный металл будет вести себя так, как если бы он всегда был однородным куском.

Но для этого требуется исключительная чистота и отсутствие неровностей поверхности. В реальных приложениях такой уровень однородности достигается в основном при холодной сварке проволоки. Это связано с тем, что в процессе сварки холодной проволокой загрязнения удаляются практически с идеальной точностью.

Давление, приложенное к границе стыка, вызывает деформацию (осадку) и приводит к вспышке

Предпосылки для холодной сварки

Основными условиями для холодной сварки являются первозданная очистка поверхности металла и подготовка геометрии стыка. Плоские поверхности соединения работают лучше всего, поэтому рекомендуется сгладить любые неровности формы.

Оксидный слой и другие загрязнения можно удалить обезжириванием, проволочной щеткой или механическими и химическими методами. Жир и масло обычно присутствуют на поверхности металла и должны быть удалены перед чисткой проволочной щеткой. Это важно, потому что щетка может вдавить эти примеси глубже в металл. Благодаря острой щетине проволочной щетки мягкие металлы, такие как алюминий, медь, золото, серебро и другие, наиболее восприимчивы к проникновению поверхностных масел под поверхность.

После того, как вы очистите масла, вы можете приступить к удалению самого оксидного слоя. В зависимости от металла могут быть рекомендованы различные материалы щетины и типы щеток. Всегда полезно проверить спецификацию металла.

Надежна ли холодная сварка?

Холодный сварной шов будет таким же прочным, как основной металл, если правильно провести необходимую подготовку. Прочность соединения зависит от свойств металла. В отличие от других методов сварки, прочность соединения при холодной сварке не может превосходить первоначальную прочность металла.

Прочность соединения снижается, если соединяемые поверхности недостаточно очищены или имеют неправильную форму. Но для типичных применений холодной сварки, таких как соединение проволоки, добиться максимального сцепления несложно.

Возможные сварные соединения

Поскольку холодная сварка давлением лучше всего работает при большой контактной поверхности, лучше всего использовать соединения встык и внахлестку.

Сварка встык в основном используется при сварке проволоки и труб. Это потому, что легко обрезать концы, получить чистый металл на контактной поверхности и прижать провода друг к другу.

При сварке встык расстояние между точками зажима и контактной поверхностью не должно быть слишком большим, так как мягкие металлы вместо соединения могут изгибаться вбок.

Холодное соединение внахлест немного сложно. Сжатие листового металла вместе уменьшит его толщину из-за приложенного давления. Таким образом, вы должны учитывать как минимум 50% потери толщины при подготовке вашего проекта. В противном случае готовая сварная деталь не будет соответствовать требованиям проекта.

Даже если сварка выполнена идеально, утончение детали может быть неприемлемо. Учитывайте пластичность и мягкость металла и сделайте несколько пробных сварных швов, чтобы определить результирующую толщину.

Аппараты для холодной сварки для соединения проводов

Аппараты для холодной сварки с ручным управлением для проволоки малого диаметра. Но большие диаметры требуют пневматического или электропневматического управления. Большинство этих машин являются портативными и могут работать с проволокой, стержнями и полосами.

С помощью пневмогидравлического усилителя портативный аппарат для холодной сварки создает экстремальное давление. Со стороны оператора находится «сварочная головка». Он расположен в верхней части машины и служит для установки сварочной матрицы, обеспечения стабильности и контроля приложенного давления.

После того, как матрица помещена и закреплена в кармане матрицы, по бокам в нее подаются проволоки/стержни. Приложение давления заставляет матрицу захватывать провода рядом с конечными точками и плотно прижимать их друг к другу. В результате мельчайшие загрязнения, оставшиеся на поверхности поперечного сечения проводов, выдавливаются из их жил наружу. Вот почему проволока для холодной сварки создает лучшее соединение, чем сварка листового металла. Это возможно только потому, что провода имеют небольшую площадь поверхности соединения, в отличие от листового металла.

Давление применяется не менее четырех раз для удаления всех примесей. Этот процесс называется «принцип множественных нарушений». После того, как провода склеены, вы можете снять их с машины и удалить остатки вокруг места соединения.

Холодная сварка по сравнению с горячей сваркой

Методы горячей сварки включают электрическую дугу, внутреннее сопротивление или активное пламя для расплавления и сплавления металла. Холодная сварка лучше всего подходит для цветных металлов и специальных применений, в то время как горячая сварка имеет гораздо больше применений.

Особенность	Холодная сварка	Горячая сварка
Требуется тепло	№	Да
Требуется электрическая дуга	№	Да
Сварка Все металлы	Цветные и не содержащие углерода	Да (несколько редких исключений)
Область применения	Лимитед	Гораздо шире

Какие металлы можно сваривать холодным способом?

К металлам, пригодным для холодной сварки, относятся медь, алюминий, свинец, цинк, латунный сплав 70/30, никель, серебро, сплавы серебра, платина и золото. Он также может сваривать алюминиевые сплавы серий 2xxx и 7xxx. Их нельзя сваривать плавлением, потому что они склонны к растрескиванию под воздействием тепла, и их сложно соединить другими методами сварки, кроме холодной сварки.

Холодная сварка углеродистой стали или любого другого металла, содержащего углерод, невозможна. Это сильно ограничивает применение холодной сварки, потому что углеродистая сталь является наиболее свариваемым металлом.

Холодная сварка лучше всего подходит для металлов с гранецентрированной кубической структурой атомов, которые не затвердевают быстро. Все металлы, которые быстро затвердевают при работе, имеют тенденцию к растрескиванию до того, как давление холодной сварки сможет создать соединение. Вот почему только высокопластичные металлы, описанные выше, могут подвергаться холодной сварке.

Различные виды холодной сварки

Не существует различных видов холодной сварки. Вместо этого есть три метода с одинаковыми названиями. Кратко рассмотрим эти процессы.

Холодный перенос металла

Холодный перенос металла (CMT) — это процесс сварки плавлением, в котором для создания соединения используется сварочная дуга. Его часто ошибочно называют «холодной сваркой», что вызывает путаницу. CMT — это процесс сварки MIG, который требует примерно на 90 % меньше тепловложения, чем обычный процесс сварки MIG.

Поскольку этот метод дуговой сварки настолько «холодный», он решает многие проблемы, такие как сам процесс холодной сварки. Тем не менее, вы не должны путать эти два.

В СМТ используется электрическая дуга, присадочная металлическая проволока, и мы можем использовать ее для металлов, где сварка холодным давлением невозможна. Но CMT полагается на точное втягивание присадочной проволоки при зажигании дуги для контроля подвода тепла.

Это может сделать только робот, и это неэкономично, если возможна холодная сварка давлением.

Холодная сварка ВИГ

Как и в случае CMT выше, холодная сварка ВИГ не имеет отношения к методу, описанному в этой статье.

Некоторые сварочные аппараты для сварки ВИГ имеют «холодную» настройку, которая существенно ограничивает подвод тепла. Это достигается путем приложения электрической дуги к крошечному пятну всего за долю секунды.

Температура минимальна, поскольку любое генерируемое тепло быстро рассеивается, особенно в случае металла с высокой проводимостью, такого как алюминий.

Это полезно при сварке очень тонких листов металла и проволоки. Но вы можете добиться чего-то подобного с любым продвинутым аппаратом для сварки TIG, используя настройки импульса.

Вы получите низкотемпературную сварку TIG, установив низкий импульсный ток и большую временную задержку между импульсами. Но низкой температуры иногда недостаточно, поэтому, когда возможна холодная сварка давлением, она улучшит соединение.

JB Weld

JB Weld — это торговая марка системы эпоксидного склеивания, используемой для металла, бетона, кирпича, стекловолокна и т. д. Хотя она называется «Оригинальной формулой холодной сварки», на самом деле она не создает сварка между металлами.

В отличие от процесса холодной сварки, здесь отсутствует межатомное притяжение, и два металла не сливаются в однородную массу.

JB Weld — хороший метод склеивания металла, но его нельзя сваривать. Продукт представляет собой двухкомпонентную эпоксидную смолу, основу и активатор. Когда вы смешаете и нанесете этот продукт на металлические детали, вы должны закрепить их зажимами и начать процесс отверждения.

Прочность соединения при растяжении составляет 5020 фунтов на квадратный дюйм, что обеспечивает более слабое соединение по сравнению с типичным стержневым электродом E6010 с давлением 60 000 фунтов на квадратный дюйм.

Это не заменит настоящего сварного шва, если вы не делаете мелкий ремонт по дому. Но некоторые люди путают его с процессом холодной сварки.

Краткая история холодной сварки

История холодной сварки началась в бронзовом веке, около 700 г. до н.э., но она была не такой сложной, как сегодня. Археологи раскопали множество инструментов и посуды того периода, которые были изготовлены с использованием примитивного процесса холодной сварки.

Однако первый задокументированный научный эксперимент по холодной сварке был проведен в 1724 году преподобным Ж. И. Дезагюлье. Он обнаружил, что если сжать и скрутить два свинцовых шарика вместе, они образуют прочное соединение. Он проверил прочность связи на безменах с хорошими результатами.

Следующим знаменательным моментом в истории стала Вторая мировая война, когда в Германии методом холодной сварки были сварены легкосплавные детали самолетов. С последовавшим промышленным прогрессом холодная сварка стала более продвинутой и привела к тому, чем она является сегодня — хорошо изученному процессу, используемому в специализированных условиях.

Что такое холодная сварка? (Преимущества, недостатки и области применения)

Холодная сварка, или контактная сварка, представляет собой процесс сварки в твердом состоянии, при котором для соединения двух или более металлов требуется небольшое количество тепла или плавления, или они вообще не требуются. Вместо этого энергия, используемая для создания сварного шва, имеет форму давления. Во время процесса холодной сварки, в отличие от процессов сварки плавлением, в соединении нет жидкой или расплавленной фазы, что можно наблюдать при других методах, включая дуговую сварку, сварку трением или лазерную сварку.

Этот процесс соединения металлов без нагревания, также известный как холодная сварка давлением, был впервые признан в 1940-х годах, хотя история холодной сварки уходит далеко в прошлое. Широко используемый для соединения проводов, а также для соединения двух металлов в космосе, этот процесс нашел широкое применение в различных отраслях промышленности.

Содержание

Нажмите на ссылки ниже, чтобы перейти к разделу руководства:

Как это работает?
История
Преимущества
Недостатки
Приложения
Часто задаваемые вопросы
Заключение

Прежде чем холодная сварка сможет соединить два или более металлов вместе, необходимо удалить оксидные слои с поверхностей материалов. Большинство металлов (при нормальных условиях) имеют на поверхности оксидный слой, который образует барьер, препятствующий связыванию атомов металла. Как только этот оксидный слой удален, металлы могут быть спрессованы вместе под высоким давлением для создания металлургических связей. Оксидный слой можно удалить проволочной щеткой, обезжириванием или другими химическими или механическими методами.

После очистки металлы можно спрессовывать, но материалы должны быть пластичными и не подвергаться сильному затвердеванию. В результате для холодной сварки часто предпочитают более мягкие металлы.

Процесс холодной сварки вызывал механические проблемы в ранних спутниках и других космических аппаратах, поскольку этот процесс не исключает относительного движения между соединяемыми поверхностями. Это означает, что адгезия, истирание и прилипание могут накладываться друг на друга, так что, например, холодная сварка и истирание могут происходить одновременно. Однако, с положительной стороны, возможность сплавлять металлы без жидкой или расплавленной фазы позволяет астронавтам быстро и эффективно работать вне космического корабля для выполнения любых необходимых ремонтных работ.

Холодная сварка также может выполняться в наномасштабе, при этом демонстрации показывают, что монокристаллические ультратонкие золотые нанопроволоки (диаметром менее 10 нм) могут быть соединены в течение нескольких секунд посредством механического контакта. Было показано, что результаты почти идеальны, с той же ориентацией кристаллов, электропроводностью и прочностью, что и остальная часть нанопроволоки. Такая высококачественная сварка достигается за счет наноразмерных размеров образца, механической поверхностной диффузии и ориентированных механизмов крепления. Наноразмерная холодная сварка была продемонстрирована для соединения золота с серебром и серебра с серебром.

Объясняя, как работает холодная сварка, Ричард Фейнман отметил в своих «Фейнмановских лекциях», что «причина такого неожиданного поведения заключается в том, что, когда соприкасающиеся атомы все одного и того же типа, атомы не могут «узнать». ‘, что они находятся в разных кусках меди. Когда есть другие атомы, в оксидах и смазках и более сложных тонких поверхностных слоях загрязняющих веществ между ними, атомы «знают», когда они не находятся на одной и той же части».

Впервые явление холодной сварки было признано в 19 в.40-х годов, но история методов холодной сварки уходит далеко в прошлое.

Археологи нашли инструменты бронзового века, которые соединялись с помощью холодной сварки, но первый научный эксперимент по этому методу не проводился до 1724 года, когда преподобный Джон Теофил Дезагюлье использовал два свинцовых шарика, чтобы проверить концепцию, скрепив их вместе и скрутив их в в этот момент он заметил, что они слиплись. Дальнейшие испытания показали, что образовавшаяся связь имеет ту же прочность, что и основной металл.

Холодная сварка имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами сварки, в том числе:

1. Без ЗТВ

Холодная сварка не создает зоны термического влияния (ЗТВ), что значительно снижает риск негативных химических или механических изменений в основные материалы соединяются.

2. Прочные, чистые сварные швы

Холодная сварка может обеспечить чистые сварные швы, прочность которых не меньше прочности самого слабого из исходных материалов. Этот процесс сварки не приводит к образованию хрупких интерметаллических соединений в месте соединения.

3. Соединение разнородных материалов

Разнородные металлы, которые трудно соединить другими методами, например алюминий и медь, можно соединить с помощью холодной сварки.

4. Сварка алюминия

Холодная сварка показывает свои преимущества не только при соединении меди с алюминием, поскольку этот метод также можно использовать для сварки алюминия серий 2xxx и 7xxx, что невозможно при использовании любого другого метода сварки металлов. .

Несмотря на то, что холодная сварка имеет ряд заметных преимуществ, этот метод также имеет ограничения. Эти недостатки затрудняют рассмотрение холодной сварки в качестве основного метода соединения в большинстве случаев. Однако, как показано выше, в некоторых случаях холодная сварка все же может быть полезной. К проблемам и задачам холодной сварки относятся:

1. Чистота

Основная проблема с холодной сваркой заключается в том, что материалы должны быть чистыми и не содержать оксидов для получения удовлетворительного сварного шва. Это может быть труднодостижимым, а также дорогим и сложным в управлении в среде с большими объемами производства.

2. Типы материалов

Существуют ограничения на типы материалов, которые можно сваривать вместе холодной сваркой, поскольку металлы должны быть пластичными и не должны подвергаться суровым процессам закалки. Кроме того, металлы, содержащие углерод в любой форме, не могут быть соединены с помощью этого метода.

3. Форма материала

Неровности на металлических поверхностях могут затруднить их соединение, даже если были предприняты все остальные шаги. Холодная сварка требует, чтобы материалы имели правильную форму и не имели неровностей на поверхности. Самые прочные холодные сварные швы получаются с плоскими, ровными поверхностями.

При всех проблемах, связанных с этой технологией, холодная сварка имеет целый ряд различных применений в различных отраслях промышленности.

Чаще всего этот метод применяется для сварки проволоки, где тепловая энергия может быть проблемой. Холодная сварка может обеспечить быстрое и прочное соединение проводов и обычно используется с алюминием, латунью 70/30, медью, золотом, никелем, серебром, серебряными сплавами и цинком.

Холодная сварка также подходит для соединения разнородных металлов, которые в противном случае было бы трудно эффективно сварить. Особенно полезен для соединения меди и алюминия, этот метод также может соединять вместе материалы серий 2xxx и 7xxx.

Холодная сварка, используемая в таких отраслях, как аэрокосмическая и автомобильная, часто используется для создания стыковых или нахлесточных соединений.

Какие металлы можно сваривать холодным способом?

Металл, подлежащий холодной сварке, должен быть пластичным, но этот метод обычно используется для соединения алюминия (включая несвариваемые марки, такие как серия 7XXX), латунных сплавов 70/30, меди, цинка, сплавов серебра и серебра, никеля и золота, особенно в виде проводов.

Холодная сварка также может использоваться для соединения металлов, таких как нержавеющая сталь, под большим давлением.

Металлы, содержащие углерод, не могут подвергаться холодной сварке.

Надежна ли холодная сварка?

Холодная сварка может обеспечить такое же прочное соединение, как и сами основные материалы, если условия правильные. Как было сказано выше, это означает, что металлы должны быть пластичными, очищенными от окислов на поверхности и в идеале правильной формы. Материалы не могут быть сильно закалены или содержать углерод.

Несмотря на эти факторы, холодная сварка позволяет создавать одни из самых прочных швов.

Является ли холодная сварка постоянной?

Холодная сварка позволяет создавать неразъемные сварные швы при определенных условиях. Если все сделано правильно, соединение может быть изменено только с повреждением заготовок. Однако, если холодная сварка не выполняется в правильных условиях, соединения могут выйти из строя.

Холодная сварка — это уникальная технология соединения, позволяющая создавать очень прочные соединения без использования тепла.