Что это такое холодная сварка: Холодная сварка. Виды и применение. Работа и особенности. Плюсы

alexxlab | 02.06.1985 | 0 | Разное

Содержание

Холодная сварка: что это, виды, характеристики и способы применения | Строю сам

Холодная сварка – это удобный и быстрый способ соединить детали или устранить течь, без нагревания и дополнительного оборудования. Именно поэтому этот материал сегодня пользуется такой популярностью. Но давайте разберемся, какие виды холодной сварки бывают, где и как применяется и обсудим ее основные характеристики.

Холодная сварка

Холодная сварка

По сути, холодная сварка – это особый пластичный клей, изготавливающийся на основе эпоксидной смолы. То есть, это разновидность эпоксидного клея.

Холодную сварку разделяют на:

– однокомпонентный состав, который используется сразу, без хранения, иначе состав теряет свои свойства;

– двухкомпонентный состав более предпочтителен, поскольку может храниться длительное время без потери своих свойств.

Производитель выпускает свою продукцию в виде трубки, которая снаружи имеет слой отвердителя из металлической пыли, а внутри находиться смола.

“Колбаска” холодной сварки

“Колбаска” холодной сварки

Эпоксидка смешивается с металлической пылью и при высыхании состава получается твердое и прочное соединение. Кроме того, в состав холодной сварки часто добавляют модификаторы, которые значительно улучшают свойства состава, одна из добавок – сера, о остальных ничего не известно, производитель бережно хранит свои тайны.

“Колбаска” холодной сварки – в середине эпоксидная смола, по периметру – отвердитель

“Колбаска” холодной сварки – в середине эпоксидная смола, по периметру – отвердитель

Области применения холодной сварки

Холодная сварка обычно широко применяется:

– при ремонте труб и соединительных деталей в сантехнике, причем как металлических, так и пластиковых;

– в электротехнической промышленности;

– для соединения проводов – медных и алюминиевых;

– при отделочных работах, например, при укладке линолеума;

– при ремонте автомобилей.

Также холодную сварку разделяют по сфере применения:

– сварка для металла, который делится, в свою очередь, на составы для нержавейки и, скажем, на чугун – для получения крепкого соединения необходимо читать инструкцию к составу, для чего именно он предназначен;

– для соединений изделий из пластика, например, холодной сваркой можно скрепить не только трубы, а еще и пластиковые корпуса бытовых приборов;

– сварка для наклейки линолеума. Подходит также для соединений жестких резиновых изделий;

– составы для соединений керамики и дерева, выпускаются также и универсальные составы.

Классификация холодной сварки по способам нанесения и соединения:

– шовный способ, с помощью которого можно заделать трещину, вылепив из состава шов-колбаску по длине трещины;

– стыковой способ, актуален, когда необходимо соединить две детали – например, трубы;

– точечный способ. Состав наноситься на отверстие, нечто вроде пломбы или пробки.

Преимущества холодной сварки

К преимуществам холодной сварки относят:

– ровный и надежный шов;

– экологическая безопасность – в составе нет компонентов, угрожающих здоровью;

– не нужно специального инструмента – только обычный нож и руки, желательно в перчатках;

– можно заделывать течь в трубах и даже работать под водой.

Как применять холодную сварку

Процесс применения холодной сварки до неприличия прост. Прежде всего необходимо очистить место соединения или заделки трещины – короче говоря, место наложения состава, при необходимости обезжирить его ацетоном. Если есть возможность, то место наложения подсушиваем феном – так соединение получиться более крепким.

Далее, надеваем резиновые перчатки и отрезаем от «колбаски» нужное количество, причем резать надо строго поперек, дабы сохранить точное соотношение компонентов – эпоксидки и отвердителя.

Отрезаем нужное количество вещества

Отрезаем нужное количество вещества

Отрезанный кусок холодной сварки тщательно разминаем в руках до получения мягкой и пластичной однородной массы.

Придаем размягченному кусочку форму под заделываемую трещину

Придаем размягченному кусочку форму под заделываемую трещину

Затем придаем размятому веществу форму под трещину или соединение, наносим на поверхность и прижимаем крепко (если речь идет о соединении деталей). Ждем высыхания состава примерно сутки, а затем приступаем к остальным действиям – шлифовки, грунтовки или покраски.

Друзья! Подписывайтесь и ставьте лайк, будет много интересного!

что это, виды, как с ней работать, отличия от клея

Дата: 13.04.2020Автор: МОП «Комплекс 1»

Рейтинг: 5,001 голос

  1. 1. Что это такое?
  2. 2. Как работать с холодной сваркой
  3. 3. Чем холодная сварка отличается от клея
  4. 4. Виды холодной сварки

Что это такое?

Механизм сварки (перейти к услуге) заключается в расплавлении и спаивании двух материалов, поэтому «холодная сварка» звучит скорее как оксюморон. На самом деле это вполне действующий метод, который идеально подходит как для мелкого ремонта при отсутствии сварочного аппарата, так и для «сваривания» в ситуации, когда высокотемпературное воздействие использовать не рекомендуется. Пользоваться ей просто и безопасно, она прекрасно подойдёт для бытовой эксплуатации.

Под «холодной сваркой» подразумевается склеивание предметов двухкомпонентным клеящим составом на основе эпоксидной смолы.

Как работать с холодной сваркой

Обычно подобный клей выглядит как цилиндрический предмет, внутри которого находится более светлая сердцевина-отвердитель, а снаружи — кольцо более тёмной эпоксидки. В состав отвердителя, как правило, входит металлическая пыль, цель которой — армировать конструкцию, сделать её более устойчивой и прочной.

От цилиндра необходимо отщипнуть кусочек, а потом размять его, как пластилин: постепенно он будет разогреваться и размягчаться в руках. Мять и мешать следует до тех пор, пока состав не станет полностью однородным. Как только это случится, нужно нанести холодную сварку на изделие, которое требуется скрепить. Сделать это желательно быстро — свою пластичность клеящий состав сохраняет сравнительно недолго.

Второй вариант — две тубы, из которых поочерёдно выдавливается нужное количество смолы и отвердителя, смешивается и наносится по тому же принципу, по которому наносится обыкновенный клей.

Недостаток холодной сварки в тубах заключается в том, что отмерять количество приходится «на глаз». Достичь правильной полимеризации в таких условиях непросто, хотя работать с тюбиками несколько проще, чем с твёрдым веществом.

Чем холодная сварка отличается от клея

Эти вещества схожи по назначению, но различаются функционалом. Холодная сварка:

  • устойчива к высоким температурам,
  • не горит,
  • после застывания становится твёрдой и жёсткой.

Именно благодаря последнему свойству её часто используют не только для соединения разных элементов конструкции, но и для восстановления повреждённых предметов. Ею можно заполнить трещину в мебели, после застывания отполировать и покрыть краской. Наполнитель будет достаточно прочным и незаметным.

При этом по сравнению с более классическими методами сварки — например, электродуговой, — у холодной имеются недостатки. Если речь идёт о скреплении металла, то она подойдёт только для экстренного ремонта.

Виды холодной сварки

Состав различается в зависимости от материалов, с которыми предполагается работать. Бывают:

  • сварки для металла, которые используются для ремонта труб в быту, батарей, чугунных и металлических ванн, подойдут для устранения сколов и дыр в непищевых тазах, для экстренного авторемонта — например, ею можно подлатать радиатор или поддон картера, чтобы доехать до СТО,
  • сварка для бетона, которая чаще всего применяется реставраторами во время ремонта памятников, ступеней, скульптур, также пригодится, если нужно зафиксировать что-нибудь на бетоне без сверления,
  • сварка для пластика — взаимозаменяема с клеевым пистолетом, который работает с горячим клеем, но всё равно существует и достаточно эффективна в ситуации, когда пистолета под рукой нет. Подойдёт, например, для починки пластиковых труб, в отличие от других видов холодной сварки, быстро «схватывается»,
  • сварка для соединения линолеума с резиной — более эффективная, чем другие способы скреплять эти два материала, включая двусторонний скотч. Обычно используется для быстрого ремонта, поскольку скрепление линолеума с полом исключительно холодной сваркой приведёт к высокому расходу и увеличению стоимости.

В целом, холодная сварка — неплохая и недорогая альтернатива скотчу, клею и клеящей ленте, идеально подходит для ремонта. Скреплять металл лучше всё-таки классической горячей сваркой или стандартными крепежами.


Увидели незнакомый термин? Посмотрите его значение в словаре.

Рекомендуемые статьи

13.04.2020

Точечная сварка — или точечная контактная сварка — сваривает детали в месте контакта с помощью одновременного воздействия разряда электрического тока и давления. Представляет из себя систему с двумя электродами, которыми зажимаются листы металла. Самый простой аппарат устроен так: рабочий укладывает листы на нижний электрод и прижимает верхним, одновременно пропуская через них ток, в итоге материалы скрепляются точечно — в одном месте.

Подробнее

30.04.2020

В контактной сварке соединение деталей происходит не только путём разогрева, но и через механическое сжатие: детали, которые планируется скрепить, нагреваются электрическим током и сжимаются. Это позволяет делать достаточно тонкую сварку с минимальным рассеиванием — и поэтому очень популярно в конструкторских работах, автомобилестроении и т. д…

Подробнее

30.04.2020

Дуговая сварка — процесс соединения деталей при помощи электрического разряда в газе, именуемого «дугой». Она получается между двумя электродами при увеличенном до определённого уровня напряжении. Дуговой механизм состоит из анода и катода, дугового столба, переходных областей. В рабочей области температура может доходить до 7000 °С (выше температуры плавления всех используемых в промышленности металлов), что обуславливает высокую эффективность технологии и её востребованность…

Подробнее

30.04.2020

Газовая сварка ещё называется газоплавильной или просто газосваркой — это сварка, которая осуществляется путём поджигания газовых смесей, обычно кислорода в сочетании с горючими газами: ацетиленом, пропаном, водородом, иногда бензином. Один из самых старых сварочных методов с более чем столетней историей, всё ещё востребованный, хоть и вытесненный по большей части электродуговыми техниками…

Подробнее

30.04.2020

Аргоновая сварка эффективна для сваривания материалов, которые в обычных условиях свариваются плохо или не свариваются совсем: чаще всего таким методом соединяют легированные стали и цветные металлы. Принцип прост: чтобы не позволить материалам окислиться от соприкосновения с кислородом, среда заполняется инертным газом аргоном. Аргон на 38% тяжелее воздуха и быстро вытесняет его из рабочей зоны…

Подробнее

30.04.2020

Сварка — неразъёмное соединение двух или более деталей, получаемое методом их нагрева, пластического деформирования или обоих методов одновременно. Чаще всего, когда говорят о сварных соединениях, подразумевают металл, однако сварке поддаются и другие материалы: например, пластик…

Подробнее

28.02.2020

Металлообработкой называют широкую область — обработку металла для придания ему форм, создания деталей, которые впоследствии идут на самые разные цели, от производства мелочей до строительства мостов и кораблей. В процессе меняются форма изначального элемента, его размеры, свойства: например, отдельная деталь может быть покрыта цинком для придания ей антикоррозионных свойств…

Подробнее

Основная зона обслуживания в ЮФО: Ростовская областьАзовБатайскВолгодонскКаменск-ШахтинскийНовочеркасскНовошахтинскРостов-на-ДонуТаганрогШахты, АдыгеяМайкоп, Астраханская областьАстрахань, Волгоградская областьВолгоградВолжскийКамышин, КалмыкияЭлиста, Краснодарский крайАнапаАрмавирЕйскКраснодарНовороссийскСочи, КрымЕвпаторияКерчьСимферополь, Севастополь

Что такое холодная сварка для металла и как она применяется?

Холодная сварка для металла в последнее время на рынке  строительных материалов встречается все чаще, соответственно можно увидеть и новые товары, позволяющие человеку качественнее и удобнее работать. Одним таким популярных средств сваривания металла является холодная сварка.

Есть мнение, что холодная сварка служит для соединения металлических деталей при помощи всевозможных композитных материалов. Однако подобные мысли относительно холодной сварки ошибочны. Под этим понятием подразумевается самая настоящая жидкая сварка, которая выполняется без влияния общего нагрева рабочей поверхности.

Принципиальная схема действия сварки заключена в том, что во время процесса сваривания необходимых элементов они поддаются одновременно направленному деформированию.

Воспользовавшись холодной сваркой, специалист может соединять достаточно разнородные материалы. К примеру, такой сварке посильно серебряной детали с алюминиевой. Таким образом, свариваемые детали в силах отличаться друг от друга по химическому составу, а также физическим свойствам. Разность температур давления при холодной сварке – не важна, если использовать для соединения данное средство.

Пожалуй, одним из наиболее значимых качеств при работах с вышеупомянутым материалом есть пластическая деформация детали, так как получить монолитное соединение материалов практически невозможно в силу использования одного лишь сжимающего усилия.

Виды холодной сварки

Точечная сварка

Самым распространенным видом использования рассматриваемого материала является точечная сварка. Как правило, данная методика применима чаще при соединении алюминиевых деталей, а также деталей из меди и алюминия.

Если приводить сварочные работы, применяя данную методику, свариваемые детали сжимаются посредством пуансона. Когда сварка в работе, детали поддаются деформации, а также производится формирование сварочных точек. Отметим, что при этом общая форма элементов из металла не утрачивается.

Если в ход идут пуансоны, которые вдавливаются работником в металл, имеет место деформирование заготовок, после чего образуются сварочные соединения. В этом случае необходимостью является чистая поверхность металлических элементов, которые свариваются.

Применяя клей, вышеописанный метод соединения деталей не требует использования каких-либо специализированных агрегатов. Благодаря этому способу сваривания появляется достаточное количество возможностей, применяются которые не без участия обычных промышленных прессов. Обратите внимание на то, что единственной довольно дорогостоящей деталью при этом является пуансон. Его форма может быть разработана только для того, чтобы применять один вид детали. Давление при сваривании деталей используется практически для соединения меди с алюминием.

Роликовая сварка

Роликовая сварка – второй по популярности способ соединения металлических деталей холодной сваркой. Суть работы способа заключается в образовании непрерывного монолитного соединения.

Интересно, что роликовая сварка немного схожа с точечной, которая предусматривает использование прямоугольных и квадратных пуантов.

Технологические категории роликовой сварки:
  • Односторонняя
  • Двусторонняя
  • Ассиметричная

Если применяется односторонняя холодная сварка, необходим всего один ролик, в свою очередь, обеспечивающий нужное давление (сжатие), после чего возникает соединение. При двусторонней холодной сварке требователен к применению двух одинаковых роликов. Касательно ассиметричного скажем, что он предусматривает два различных ролика.

Когда при помощи роликов формируется шов соединения двух деталей, металлу необходимо большее сжатие, в отличие от точечной сварки. В связи с этим уровень пластической деформации, в которой нуждается соединение, составляет большую величину на 2-7%. Так, можно без особого труда отремонтировать трубу в ванной, вне зависимости от того, какая вода будет по ней литься: холодная или горячая.

На производстве при роликовой холодной сварке чаще всего используются фрезерные станки. Также этот способ соединения предполагает использование ручных настольных станков, служащих для пластичных металлов.

Что следует знать о холодной сварке

Предназначение

Создана специально для качественного и надежного склеивания металла, герметизации, ремонта соединений, а также для работ по восстановлению утраченных фрагментов. Клей не боится влажных помещений.

Применение
  • Поверхность для нанесения клея нужно предварительно очистить от различных окислов и загрязнений, после чего е желательно просушить;
  • Стержень отрезается должным образом. Смесь смешивается пальцами рук не дольше пяти минут до тех пор, пока клей не станет одного цвета;
  • Во время смешивания пластилин становится липким и теплым. Масса наносится на рабочую поверхность;
  • Для того чтобы сгладить поверхность соединения, необходимо применить заранее смоченный холодной водой инструмент – шпатель или что-нибудь в этом роде.

Внимание! Пластилину для застывания необходимо всего 10-15 минут. Поэтому следует соблюдать правила безопасной работы.

Хранение

Клей хранится при температуре не более +35 гр. С в темном месте. Не стоит хранить в доступных для детей сметах, поскольку это небезопасно.

Преимущества

Клей данного средства создано на основе адгезивного материала. Касательно адгезивного материала, то он собой представляет смесь эпоксидного клея и стального порошка для упрочнения. Полезно знать, что средство используется как в производственных целях, так и в быту, и подходит для работ с пластиком, металлом, деревом, стеклом, керамикой и т. д. Сухая сварка отлично показывает себя в работе.

Как только эта разновидность сварки появилась на территории нашей страны, большое доверие к ней не наблюдалось. Однако уже спустя некоторое время всю пользу начали чувствовать при ремонтных и строительных работах, в производстве и т. п. Такое недоверие было обусловлено тем, что подобный материал не может качественно соединять детали различных материалов. Но вышло совсем наоборот. Любопытный факт: как показывают исследования, трещины происходят с большой вероятностью не в местах, где наносился клей, а по металлу.

В список полезных качеств средства для сваривания металлических материалов можно отнести:

  • Простоту применения клея;
  • Отсутствие боязни агрессивной среды;
  • Экологичность;
  • Экономичность;
  • Возврат герметичности емкостям;
  • Быстрота схватывания сварки;
  • Компактность;
  • Стойкость к перепадам температур.

Нужно сказать, что плюсы данного незаменимого в хозяйстве материала можно продолжать далее. Так что, теперь при необходимости Вы будете знать, какое средство поможет в соединении различных материалов.

li

Похожие статьи

Применение холодной сварки и ее виды

Сегодня холодная сварка не является уже чем-то новым, причем использовать ее можно как для соединения металлов, так и других материалов. Многие уже давно используют ее на практике. Однако стоит заметить, что оценить данную технологию могут далеко не все, и главной причиной тому является не совсем правильное использование. Как правило, покупатели не читают инструкцию к данному средству или же просто не уделяют внимание указанным в ней мелочам, которые являются довольно важными. Что такое холодная сварка, где и в каких целях она применяется?

Схема точечной холодной сварки.

Холодная сварка, а также ее разновидности

Как можно охарактеризовать сварку этого типа? Это клей, имеющий высокую пластичность, в основе которого находится эпоксидная смола. Холодная сварка может быть как одно- так и двухкомпонентная, причем во втором случае срок хранения клея значительно возрастает. Что касается первого, то его необходимо использовать сразу, в противном случае он просто высохнет.

По внешнему виду клей холодная сварка напоминает рулончик с внешним слоем (отвердителем) и внутренним (смолой эпоксидной), куда вмешивается металлическая пыль, главной задачей которой является обеспечение более высокой прочности соединения.

Как в любом технологическом процессе, без секретных компонентов, которые напрямую влияют на качество сварки и ее технические характеристики, в данном случае не обходится.

Стоит заметить, что этот клей не отличается особо большим количеством разновидностей, а только соединительной способностью, что главным образом зависит от его наполнителя.

Читайте также:

Как производится контактная сварка своими руками.

Применение холодной сварки для пластика.

Вернуться к оглавлению

Какой же бывает холодная сварка?

Характеристика холодной сварки.

Есть следующие виды такого типа сварки:

  1. Предназначенная для склеивания металла. Применение холодной сварки является довольно популярным среди автолюбителей. Благодаря ей можно исправить незначительные поломки и доехать до ремонтного салона. С использованием такого вида сварки можно без особых проблем устранить пробои в поддоне картера или иных частях авто и неполадки элементов, испытывающих максимальные нагрузки во время езды. Нередко данный клей используется для устранения течей в системах отопления и сантехнике. Однако стоит заметить, что в данном случае это временная мера, поскольку спустя определенный период течь может снова возобновиться.
  2. Сварка для соединения пластика. Данный вид клея скорее относится к специфическому виду, хотя довольно широко применяется в бытовых условиях и в промышленности. Часто он используется все так же для ремонта тех или иных пластмассовых вещей. Сегодня пластик довольно популярный материал, и из него изготавливается довольно большое количество приборов и корпусов для них.
  3. Сварка для склеивания линолеума. Этот тип клея относится к узкоспециализированному. Использовав его один раз для соединения двух листов линолеума встык, вряд ли после этого вы вспомните о скотчах, которые так часто используются для таких целей, или других видах клея. Кроме того, данный клей можно применять и для склеивания изделий из жесткой резины и керамики.

Это далеко не все виды холодной сварки, использующиеся для аналогичных задач, и они все довольно неплохо справляются, если не нарушать технологию.

Вернуться к оглавлению

Правила пользования

Что касается технологии применения, то особой разницы между всеми типами сварки нет. Рассмотрим, к примеру, использование с целью устранения течи в трубопроводе из металла.

Чтобы разобраться в технологии холодной сварки, лучше ее разделить на пункты. Однако прежде стоит отметить, что использовать ее можно как в находящихся под давлением емкостях, так и в абсолютно пустых. К примеру, если в радиаторе автомобиля на момент поломки есть жидкость, чтобы устранить трещину, сливать ее нет необходимости. Это же касается и трубопровода.

Классификация видов сварки.

Процесс холодной сварки:

  1. Первое, что требуется сделать, это подготовить поверхности, которые необходимо соединить. Для этого лучше всего использовать наждачную бумагу , которая позволит не только удалить поверхностные слои с краской и грязью, но и нанести на поверхность царапины. Именно они позволят добиться максимально крепкого сцепления поверхностей. Поэтому чем больше царапин, тем качественнее склеивание.
  2. Далее следует просушить поверхность. Для этого можно использовать даже фен, к тому же нагретая и сухая поверхность гораздо лучше склеивается между собой. Стоит заметить, что на мокрую поверхность сварка также пристает, однако качество соединения в этом случае значительно хуже. Это поможет избавиться от неполадки только временно. В процессе работы нелишним будет и термокарандаш.
  3. Следующий шаг – это обезжиривание поверхностей, которые предстоит склеить. Этот этап является одним из главных, поскольку без него вряд ли получится надежное соединение. В данном случае не стоит полагаться на то, что если жира на поверхностях не видно, он там отсутствует. Малейшего количества хватит, чтобы соединение получилось нестабильным. Именно поэтому игнорировать данный этап сварочных работ не стоит.
  4. Во время того, как высыхает ацетон, можно подготовить холодную сварку. Отрезать колбаску в данном случае необходимо обязательно поперек, поскольку клей, как правило, состоит из внутренней и внешней части, то есть двух разных компонентов. Отрезанный кусочек необходимо очень тщательно размять в руках, чтобы получилась однородная консистенция. Не стоит пугаться того, что в процессе этого клей немного нагреется: это вполне нормально.
  5. Приготовленная жидкая сварка наносится на склеиваемую поверхность. Однако это необходимо сделать сразу же после того, как сварка смешана, поскольку она начинает кристаллизоваться уже через несколько минут. В случае с пробоиной наносить сварку необходимо таким образом, чтобы она проникла внутрь. Если же дырка довольно большая, то лучше всего заклеить ее отдельным листом железа, использовав ту же сварку холодную.

После этого нужно оставить материал до его полного высыхания, что происходит в течение суток. После этого времени на данный участок можно наносить краску, предварительно произведя грунтовку и шпаклевку. Это говорит о том, что такой тип сварки можно использовать даже для ремонта лицевых частей деталей.

Вернуться к оглавлению

Что необходимо учесть при работе с холодной сваркой?

  1. Необходимо очень тщательно изучить прилагающуюся к клею инструкцию, поскольку у каждого производителя могут быть свои нюансы применения сварки.
  2. Нужно помнить о мерах безопасности при работе с ацетоном, поскольку попадание его на слизистые может привести к довольно серьезным травмам.

И все же стоит заметить, что холодная сварка является неприхотливым материалом, который похож на обычный клей, используемый в быту для склеивания, например, порвавшейся обуви.

Холодная сварка давлением. Обзор технологии. — «Вебер Комеханикс»

Холодная сварка давлением это сварка в твердой фазе, она является уникальной, поскольку проводится при температуре окружающей среды. Другие виды сварки в твердой фазе проводятся при повышенной температуре. Например, при сварке сопротивлением. Однако, хотя температура и высокая, расплавления материала не происходит, нагрев производится до температуры пластической деформации.

Еще 3000 лет до н.э. египтяне обрабатывали железо при помощи ковки, сваривая при этом раскаленные детали. Кузнецы также столетиями сваривали железо, используя метод ковки. Этот вид сварки всегда проводился при повышенной температуре.

В Великобритании первый известный пример сварки ковкой при температуре окружающей среды (то есть холодной сварки давлением) относится к позднему периоду Бронзового века, примерно 700 лет до н.э. При раскопках были обнаружены золотые шкатулки, изготовленные подобным образом, исходным материалом которых было золото.

Открытие холодной сварки давлением

Машина AW 813 с электроприводом для сварки проволоки больших сечений круглой и прямоугольной формы

Первые научные исследования холодной сварки давлением провел Реверенд Десагулирс в 1724 году. Он продемонстрировал этот процесс Королевскому научному обществу и затем опубликовал результаты в научных журналах. Рев Десагулирс обнаружил, что если взять два свинцовых шарика диаметром 25 мм, затем сжать их и скрутить, то они соединятся. Прочность соединения замерили на безмене и, хотя процесс был довольно нестабильным, были достигнуты хорошие результаты, полученная прочность материал соединения не отличалась от прочности основного материала.

Как оказалось, мало что изменилось в способе сварки ковкой с момента открытия его Ревом Десагулирсом в 18 веке вплоть до начала Второй мировой войны. Новые потребности военного времени способствовали появлению новых открытий, особенно в Германии, где при помощи холодной сварки давлением были сварены детали из легкосплавного материала для авиационной промышленности, хотя сварка проводилась при повышенной температуре.

Волшебный процесс сварки

Примеры соединений алюминиевых и медных прутков, полученных холодной сваркой давлением

На первый взгляд холодная сварка давлением может показаться волшебным процессом. Людям, не знакомым с данным методом сварки, бывает довольно сложно его понять, поскольку он не подразумевает использование нагрева, электричества или присадочного материала. После демонстрации они обычно спрашивают: – “Каким образом соединились две металлические детали?”.

Существует несколько теорий, объясняющих, каким образом происходит холодная сварка давлением. Например, было предположение, что сварка происходит посредством рекристаллизации, также существовала энергетическая теория, но большинство предположений было опровергнуто либо экспериментальным путем, либо теоретически.

Общепринятая теория описывает холодную сварку давлением как процесс, при котором атомы металла соединяются между собой на молекулярном уровне, характерном для металлических сплавов. Данное соединение образуется в результате сил притяжения свободных, отрицательно заряженных атомов друг к другу.

Процесс сварки

Когда две металлические детали подходят друг к другу на расстояние в несколько ангстрем (в 1 сантиметре 300 млн. ангстрем), происходит реакция между свободными электронами и ионизированными атомами, которая устраняет потенциальный барьер для образования электронной пары. Это в свою очередь, приведет к образованию сварного соединения.

Более простой способ объяснения этого процесса таков: если рассматривать на уровне атомной структуры две ровные, хорошо зачищенные поверхности состыкованных деталей, получается соединение, близкое по структуре к исходному материалу.

Первоначальное применение

Ручные сварочные клещи CW 10 с возможностью сварки проволоки диаметром от 0.08 мм.

Однако на практике получить подобное соединение фактически невозможно по нескольким причинам, например, из-за неровностей поверхности, органического загрязнения поверхности и присутствия химической пленки, в том числе оксидной. Для получения максимально качественного сварного соединения необходимо удалять любые загрязнения с поверхностей контакта деталей, при этом поверхность соприкосновения деталей перед сваркой должна быть как можно больше.

На первоначальном этапе применения холодной сварки давлением практически всегда было гарантировано радиальное смещение границы между свариваемыми материалами. У данной технологии существовало несколько недостатков: было важно обеспечить плоскостность торцов соединяемых прутков, обе поверхности должны быть очищены от загрязнений, количество материала, который образуется при захвате электродами, было таковым, что могло произойти загибание проволоки, либо отклонение от соосности, тем самым, исключая правильное течение металла.

Принцип многократной осадки

Затем появился метод стыковой сварки, разработанный компанией GEC, который еще называют «принципом многократной осадки». При каждом рабочем движении машины, когда заготовка зафиксирована в электродах, она захватывается данными электродами и подается вперед.

Таким образом, два противостоящих торца материала растягиваются и расширяются по мере движения во встречном направлении. Оксидная пленка и другие посторонние включения выдавливаются из металла, и происходит сварка. Для того чтобы удалить все посторонние включения рекомендуется выполнить минимум 4 цикла осадки.

Преимущества данного вида сварки можно увидеть при практическом применении. При этом методе не нужно предварительно подготавливать к сварке торцы проволоки или прутка, кроме того, подгонка торцов происходит автоматически, когда материал находится в матрице, также нет необходимости нагрева материала, не нужно выдерживать зазор, поскольку он имеется в матрице, и не нужно устанавливать усилие пружины. В случае если вышеуказанные условия не будут соблюдаться, например, при стыковой сварке сопротивлением, то качественное соединение не получится.

Свариваемые материалы

Зона сварки в поперечном разрезе, где медный пруток диаметром 0.315″ (8мм) приварен к алюминиевому прутку диаметром 0.374″ (9.5мм)

Холодная сварка давлением применяется только для цветных металлов, в крайнем случае, для мягкой стали с очень низким содержанием углерода. Большинство цветных металлов можно сварить холодной сваркой давлением. Самые распространенные из них медь и алюминий, а также различные сплавы, такие как альдрей, сплав марки ЕЕЕ, константан, латунь 70/30, цинк, серебро и его сплавы, никель, золото и другие, которые обладают хорошей свариваемостью. Проволоку с покрытием, в том числе, луженую медь, посеребренные и никелированные прутки тоже можно сваривать друг с другом, либо просто с медью.

Если использовать обычные способы соединения разнородных металлов, таких как медь и алюминий, а именно контактную сварку, сварку трением или пайку с нагревом, то это может привести к разрыву полученного соединения. При соединении двух поверхностей металла, между алюминием и медью сразу же происходит реакция.

Данная проблема возникает скорее из-за присутствия оксидной пленки и воздушной прослойки, которые остаются на стыке двух металлов, чем по причине разнородности структуры металлов. Тем не менее, при холодной сварке давлением все оксиды и воздух выдавливаются из соединения в процессе сварки без тепловложения, и происходят только структурные изменения при температуре окружающей среды.

Холодная сварка давлением является наиболее эффективным способом сварки меди с алюминием, исключающим образование хрупких металлических соединений. Достигается высокое качество сварки, структура материала гораздо лучше литой структуры, которая возникает при сварке плавлением. Также, при этом отсутствует зона термического влияния с нежелательным влиянием на свойства материала.

При проверке прочности соединения большинство людей полагаются на данные машины для испытания на растяжение. Дополнительно можно провести испытание на знакопеременный изгиб. Тем не менее, самый оптимальный способ это протянуть сварное соединение через множество волоков волочильного станка.

Функция матрицы

Сварочная головка и проволока с гратом, образованным при холодной сварке давлением

Матрица играет очень важную роль в процессе холодной стыковой сварки. Прежде всего, зажимные губки должны надежно захватить материал, для чего в канавках наносятся рифления (насечка) электрогравером, либо, если необходимо захватывать алюминиевый пруток большого размера, механическим путем до их термообработки.

Очень важно, чтобы зазор в матрице был правильным. Если зазор слишком большой материал может порваться или погнуться. Зазор устанавливается на производстве и не может быть изменен.

И последнее, концы электродов имеют смещение, что приводит к эффекту отклонения линии вокруг длины окружности прутка. Назначением данного смещения является разделение грата на 2 половинки, что облегчает дальнейшее его удаление, иначе грат образуется в виде кольца и его сложнее будет удалить. Кроме того, концы электрода должны быть достаточно заострены, что, по сути, позволяет подрезать грат вокруг соединения, и в дальнейшем также облегчает его удаление.

Прочность и твердость электродов являются наиболее важными свойствами. В стадии зарождения холодной сварки обычным явлением была поломка электродов. Намного позже была произведена машина для сварки прутка диаметром 8 мм, и основные трудности заключались в приложении необходимых усилий на электроде для больших размеров.

Компания BWE осуществляет разработку и поставку аппаратов для холодной сварки начиная с 1969 года. За это время завод накопил огромный опты и является лидером в данной области. Оборудование этой марки хорошо зарекомендовало себя. Среди его преимуществ – долгий срок службы, простота эксплуатации, безопасность и эффективность.

Машины BWE позволяют добиться удаления всех включений и загрязнений благодаря технологии многократной осадки, применяемой при сварке. Подобная технология позволяет не только получать высококачественные сварные соединения, но и позволяет исключить операции по подготовке торцев перед сваркой, что существенно экономит время.

Широкий спектр оборудования для холодной сварки, который предлагает компания BWE, позволяет решать задачи по сварки большого диапазона диаметров прутка.

Электроды, используемые при сварке, изготавливаются с использованием новейших компьютерных технологий и доводятся вручную, обеспечивая самые высокие стандарты сварки.

Матрицы могут изготавливаться для различных форм профилей, причем только такого сечения, которое допускает применение разжимных электродов из 2-ух половинок – это обеспечит возможность вынимать сваренный пруток из матрицы – а площадь поперечного сечения должна соответствовать мощности машины.

Также существует возможность сваривать проволоку различных диаметров. В действительности, диаметр проволоки большего размера не может превышать диаметр проволоки меньшего размера более чем на 30%. Если медная проволока значительно меньше в диаметре, чем алюминиевая, то она будет просто вдавливаться в нее и сварка не получится.

Что такое холодная сварка?

Выражение “холодная сварка” можно истолковывать двояко:

  • Холодная сварка – процесс соединения двух металлов путём очень сильного сдавливания. Происходит при низких температурах, от чего и окрещена “холодной”. Предварительно зачищенные поверхности соединяемых металлов плотно прилегают друг к другу, их сдавливают при помощи специальных стержней. В результате происходит взаимодействие кристаллических решёток соединяемых металлов на молекулярном уровне. Для данного варианта холодной сварки подойдут только мягкие металлы, такие как медь, алюминий, кадмий, никель и некоторые другие.
  • В обыденном представлении “холодная сварка” – это специальный клей, производимый на основе эпоксидной смолы с добавлением различных примесей. Промышленностью выпускается достаточно большое количество её видов. Хорошо себя зарекомендовала марка “Титан“.

Способ применения. Находящиеся внутри баллона стержни с компонентами сварки следует тщательно перемешать руками до получения однородной массы. Возможно некоторое нагревание получившейся субстанции. Затем наносим её на склеиваемые поверхности и плотно сжимаем. Схватывается она очень быстро – в пределах 5-10 минут, полное затвердевание через пару часов.

Где применять:

  • домашняя сантехника. Можно ликвидировать протечку трубы для ликвидации протечки.
  • в быту. Вместо паяния ликвидировать дырочку в кастрюле и т.д.
  • автосервис. Ремонтируем пробоины в глушителе, бензобаке и пр.
  • соединение разнородных материалов. Например, стекло-сталь, металл – дерево, пластмасса – каучук и дальше по аналогии.

Следует отметить, что большинство видов холодной сварки применимы исключительно при уличных температурах и ниже. Однако некоторые виды холодной сварки допускают и более высокие температуры вплоть до +150 градусов.

У меня по молодости лет был негативный опыт использования данного материала. Котёл в бане под горячую воду дал течь. Ничтоже сумняшеся, я заделал её холодной сваркой. Однако, когда баню затопил, эта масса превратилась в некое подобие пластилина, скукожилась и растеклась. Протекание восстановилось. Поэтому хочу предостеречь последователей от моей оплошности.

Наконец, последнее. При всех достоинствах холодной сварки она всё же не может полноценно заменить сварочный шов, формирующийся при традиционной сварке.

Холодная сварка: соединение металлов без нагрева

Когда вы думаете о процедуре сварки, первое, что приходит в голову, это, вероятно, использование тепла. Такие методы, как дуговая сварка, сварка трением, ультразвуковая сварка и лазерная сварка, так или иначе связаны с нагревом. Фактически, нагрев считается синонимом сварки и в приведенных выше примерах имеет решающее значение для соединения двух металлов вместе.

Однако это не единственный способ. Вы можете, хотите верьте, хотите нет, на самом деле сплавить металлы вместе в процессе, называемом холодной сваркой.

Обычно используется в авиации и электротехнике, он считается одним из лучших способов соединения металлов (и других материалов) вместе.

Это может показаться невозможным, но на самом деле это один из самых популярных методов сварки . Давайте узнаем об этом еще немного.

Как соединить металлы без нагрева?

Сварка под воздействием тепла эффективно  делает детали достаточно пластичными, так что может происходить диффузия атомов либо между двумя деталями, либо с другой средой в середине. Традиционно это делается путем нагревания, но есть и другие способы заставить атомы рассеяться.

Холодная сварка — один из предпочтительных методов в авиационной промышленности. Источник:  Военно-воздушные силы правительства США / Wikimedia Commons.

Холодная сварка (также известная как сварка холодным давлением и контактная сварка) использует давление в условиях вакуума вместо нагрева для соединения двух материалов посредством процесса, называемого диффузией в твердом состоянии.

Его также можно использовать для склеивания других материалов, например пластмасс.

Однако возникает вопрос: «Сильна ли холодная сварка?» Оказывается, да.

После завершения процесса образующаяся связь обычно оказывается такой же прочной, как и у исходных материалов.

Во время процесса металл не разжижается, и материалы обычно не нагреваются до значительной степени. Однако процесс основан на необходимости удаления любых оксидных слоев с рассматриваемых металлов.

В основном это связано с тем, что металлы обычно содержат поверхностный оксидный слой, который действует как тонкий барьер на поверхности материалов, предотвращая диффузию атомов металла между металлическими частями.

Большинство металлов в нормальных условиях будет иметь некоторый оксидный слой на открытых поверхностях, даже если он не виден невооруженным глазом. Они также могут собирать слои других загрязнений, таких как жир, пыль и т. Д.

Холодная сварка решает эту проблему, подготавливая металлы перед сваркой. Процесс подготовки включает очистку или чистку металлов щеткой до такой степени, что удаляется верхний оксидный или барьерный слой.

При холодной сварке металлы должны быть как можно более чистыми от жировых и оксидных отложений. Источник: Андрезадник / Wikimedia Commons

Обычно это включает сочетание химических и механических методов. Обезжиривание, чистка проволочной щеткой. и другие методы используются, чтобы гарантировать, что любые металлические поверхности максимально свободны от оксидного слоя.

Что нужно для холодной сварки?

Как упоминалось ранее, любые металлы, которые будут подвергаться холодной сварке, сначала должны быть свободны от оксидных слоев.

Как только достигается желаемая чистота поверхности, оба материала механически прижимаются друг к другу, прилагая необходимое усилие. Это количество силы зависит от самого материала, так как некоторые материалы могут свариваться только при высоких давлениях.

Но есть и другие требования.

Одним из условий, необходимых для холодной сварки, является то, что хотя бы один из материалов должен быть пластичным и не должен подвергаться сильному упрочнению. Это, очевидно, сужает список материалов, которые могут быть кандидатами для холодной сварки.

Мягкие металлы, такие как алюминий или медь, являются лучшим выбором для холодной сварки.

Холодная сварка может использоваться для соединения разнородных металлов, таких как медь и алюминий. Источник: mtiwelding

Наиболее распространенные соединения, которые возможны при холодной сварке:

Стыковое соединение
Соединение внахлестку

В стыковом соединении удаление барьерного слоя металла не требуется, поскольку пластическая деформация, возникающая в процессе соединения, автоматически разрушает барьер. Этот тип соединения чаще всего применяется к металлам, таким как алюминий или медная проволока, диаметром от 0,02 дюйма (0,5 мм) до 0,4 дюйма (10 мм).

С другой стороны, соединения внахлестку требуют специальной обработки, потому что в противном случае материалы не будут прилипать друг к другу. Соединения внахлест чаще используются при сварке листов вместе или листов со стержнями.

Холодная сварка также обычно используется с проволокой, включая алюминий, медь, цинк, латунь 70/30, никель, серебро, серебряные сплавы и золото.

История холодной сварки

Впервые холодная сварка была официально признана еще в 1940-х годах, но есть некоторые свидетельства того, что она может иметь и более раннее происхождение.

В 1724 году, например,  преподобный Дж. И. Дезагюльерс, похоже, успешно сварил два металла методом холодной сварки. Он показал, что когда он сжимал и скручивал вместе два свинцовых шарика одинакового диаметра, они прилипали друг к другу. Суставы были несколько неустойчивыми, но оказались такими же прочными, как и у исходных свинцовых шаров.

Ограничения холодной сварки

Как бы ни была полезна холодная сварка, она далеко не без ограничений — как и любой другой вид сварки .

Холодная сварка имеет ряд преимуществ перед другими видами сварки. Источник:  NZ Defense Force / Flickr.

Идеальной холодной сварки добиться очень сложно. Это происходит по нескольким причинам, включая оксидные слои, которые образуются на поверхности металла в атмосферных условиях, неровности поверхности, поверхностное загрязнение и многое другое. Достижение идеальных условий может оказаться труднодостижимым и дорогостоящим, особенно для крупномасштабных сварочных проектов.

Оптимальная холодная сварка возможна только в том случае, если две прижимаемые друг к другу поверхности чистые и не содержат каких-либо загрязнений. Это требует дополнительных подготовительных шагов и может занять некоторое время.

Кроме того, чем ровнее и ровнее поверхность, тем легче и равномернее будет сварной шов. Идеально ровная и гладкая поверхность не всегда возможна, особенно в микро- и наномасштабе.

Еще одно ограничение — это типы металлов, которые можно сваривать в холодном состоянии. По крайней мере, один из них должен быть пластичным, а цветные мягкие металлы — единственные реальные кандидаты, пригодные для холодной сварки. Медь и алюминий — два наиболее часто свариваемых методом холодной сварки.

Металлы, содержащие углерод, обычно исключаются из возможности холодной сварки.

Преимущества использования холодной сварки

Наиболее заметным преимуществом холодной сварки является то, что полученные сварные швы имеют такую ​​же прочность сцепления или очень близкую к прочности соединения основного материала . Этот подвиг очень сложно воссоздать в других формах обработки металла без полного плавления и переделки.

Холодная обработка также может использоваться для сварки алюминиевых сплавов серий 2ххх и 7ххх , которые нельзя сваривать плавлением из-за их склонности к горячему растрескиванию и  которые могут быть очень трудно соединить с другими видами сварки.

Пример ручного аппарата для холодной сварки. Источник:  Сварочные аппараты холодным давлением с ШИМ / YouTube

В промышленности холодная сварка известна своей способностью сваривать вместе алюминий и медь, которые также часто трудно сваривать с помощью других методов сварки. Однако связь, созданная между двумя материалами при холодной сварке, очень прочная.

Холодная сварка обеспечивает чистые и прочные швы без образования хрупких интерметаллических соединений.

Применение холодной сварки

Холодная сварка в основном применяется в сварочной проволоке. Поскольку при этом не требуется тепла и процесс может быть выполнен быстро, холодная сварка может обеспечить идеально свариваемую проволоку, в основном из алюминия, меди, латуни 70/30, цинка, серебра и серебряных сплавов, никеля и золота.

Существуют даже портативные инструменты , которые можно использовать для холодной сварки проволоки, что делает их очень портативными и простыми в использовании — разумеется, после того, как металлические поверхности были достаточно очищены.

Холодная сварка также используется в случаях, когда необходимо соединить разнородные металлы, например, между медью и алюминием.

Холодная сварка обеспечивает один из самых прочных сварных швов для создания соединений, подобных основному металлу. Не требует тепловой энергии и специальных инструментов. Среди наиболее популярных методов сварки холодная сварка показывает, что нагрев не требуется, если вы соединяете определенные типы материалов.

 

Source: interestingengineering

Что это? Как это работает

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

Из этой статьи 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 подводимого тепла для соединения металлических деталей.Металл остается в твердой фазе и никогда не расплавляется. Итак, 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 расплавленной или жидкой металлической фазы, поэтому ее называют холодной сваркой.

Приложенное давление максимально сближает поверхности деталей.После сжатия расстояние в наномасштабе становится несущественным, и атомы металла прыгают от одного куска к другому. В результате получается почти идеальное соединение без каких-либо последствий, и два отдельных куска металла становятся однородной массой.

Но для этого нужно до совершенства очистить металлические поверхности. Каждый металл имеет оксидные слои, которые необходимо удалить перед холодной сваркой. Но мы обсудим это позже в статье более подробно, но сначала давайте рассмотрим некоторые плюсы и минусы этого процесса.

Плюсы
  • Идеальный процесс для сварки алюминия, особенно соединения алюминия с медью, двух металлов, которые являются проблемой при использовании других сварочных процессов
  • Устраняет большинство проблем с зонами термического влияния (HAZ), поскольку от сварочной дуги не поступает концентрированное тепло и, следовательно, HAZ.
  • Обеспечивает почти идеальное сварное соединение без хрупких интерметаллических соединений, микротрещин и других слабых мест соединения.
  • Может соединять большое количество разнородных металлов, которые иначе сложно сварить
  • Снижает навыки, необходимые для сварки экзотических металлов
Минусы
  • Поверхность должна быть чистой; может потребоваться несколько этапов очистки и подготовки металла
  • Неровности поверхности, загрязнения и наноразмерные молекулярные структуры могут помешать результатам
  • Трудно достичь в промышленных условиях из-за пыли и другого мусора в воздухе
  • Углеродистая сталь и закаленные металлы не поддаются холодной сварке, работают только с цветными пластичными металлами, такими как медь, алюминий, свинец, золото и т. Д.
  • Неправильные формы трудно поддаются холодной сварке, и наилучшие результаты достигаются с плоскими поверхностями

Для чего используется холодная сварка?

Холодная сварка используется во многих отраслях промышленности, включая аэрокосмическую, автомобильную, электронную и производственную.

Чаще всего используется при сварке проволок, особенно из разнородных металлов. Холодная сварка также идеальна при прокладке подземных проводов, когда существует опасность возгорания горючих газов в результате процесса сварки, вызывающего нагрев.

Кроме того, его часто используют для запечатывания контейнеров, чувствительных к нагреванию, например контейнеров со взрывчатыми веществами.

Обычно холодная сварка применяется, когда нагрев вызывает слишком большие повреждения или представляет опасность.

Как работает холодная сварка

Процесс холодной сварки до приложения давления

При холодной сварке металл соединяется при температуре окружающей среды без протекания тепла или электрического тока в стыке. Приложение силы к металлическим деталям устраняет шероховатость поверхности и устраняет мелкие неровности поверхности.Но самая важная причина для приложения 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 недоступным внутренний, чистый металл. Вот почему, например, при сжатии двух неочищенных, окисленных медных деталей не будет получен сварной шов.

Цитата Ричарда Фейнмана, известного физика:

«Причина такого неожиданного поведения в том, что, когда все соприкасающиеся атомы одного вида, 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 ».

Итак, когда мы очищаем поверхность металла и прикладываем достаточное давление, металлы образуют однородную металлургическую связь. Вновь сформированный металл будет вести себя так, как если бы он всегда был однородной деталью.

Но это требует особой чистоты и отсутствия неровностей поверхности. В реальных условиях этот уровень однородности достигается в основном при холодной сварке проволоки.Это связано с тем, что процесс сварки холодной проволокой почти с идеальной точностью выталкивает загрязнения.

Давление, приложенное к стыку стыка, вызывает деформацию (осадки) и приводит к возникновению вспышки.

Предпосылки для холодной сварки

Основными предпосылками холодной сварки являются безупречная очистка поверхности металла и подготовка геометрии стыка. Лучше всего подходят плоские стыковые поверхности, поэтому рекомендуется выровнять любые неровности формы.

Оксидный слой и другие загрязнения можно удалить обезжириванием, очисткой проволочной щеткой или механическими и химическими методами.Жир и масло обычно присутствуют на поверхности металла, и их необходимо удалить перед чисткой проволочной щеткой. Это важно, потому что щетка может загнать эти загрязнения глубже в металл. Благодаря острой щетине проволочной щетки мягкие металлы, такие как алюминий, медь, золото, серебро и другие, наиболее подвержены попаданию поверхностных масел под поверхность.

После очистки масел можно приступить к удалению самого оксидного слоя. В зависимости от металла могут быть рекомендованы различные материалы щетины и типы щеток.Всегда полезно проверить спецификацию металла.

Насколько сильна холодная сварка?

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

Прочность соединения будет снижена, если соединяемые поверхности недостаточно очищены или имеют неправильную форму.Но для типичных применений холодной сварки, таких как соединение проволокой, добиться максимального сцепления не так уж и сложно.

Возможные сварные швы

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

Стыковые швы в основном используются при сварке проволоки и труб. Это потому, что легко обрезать концы, получить чистый металл на контактной поверхности и сжать провода вместе.

При выполнении стыковой сварки расстояние между точками зажима и контактной поверхностью не должно быть слишком большим, потому что мягкие металлы могут изгибаться вбок вместо соединения.

Соединение внахлест в холодном состоянии немного сложно. Сдавливание листового металла вместе уменьшит его толщину из-за приложенного давления. Таким образом, при подготовке проекта вы должны учитывать потерю толщины не менее 50%. В противном случае готовая сварная деталь не будет соответствовать требованиям проекта.

Даже если сварной шов идеальный, утоненная часть может оказаться неприемлемой. Учитывайте пластичность и мягкость металла и сделайте несколько пробных сварных швов, чтобы определить полученную толщину.

Аппараты для холодной сварки для соединения проволоки

Аппараты для холодной сварки предназначены для ручного управления проволокой малого диаметра.Но для больших диаметров требуется пневматический или электропневматический режим. Большинство этих машин портативны и могут работать с проволокой, стержнями и полосами.

Переносной аппарат для холодной сварки с помощью пневмогидравлического усилителя создает экстремальное давление. Со стороны оператора есть «сварочная головка». Он расположен в верхней части машины и служит для установки сварочного штампа, обеспечения устойчивости и контроля приложенного давления.

После того, как матрица помещена и закреплена в гнезде матрицы, проволока / стержни подаются по бокам.Приложение давления заставляет матрицу зажимать провода возле конечных точек и плотно прижимать их друг к другу. В результате мельчайшие примеси, оставшиеся на поперечных поверхностях проводов, выдавливаются из их жил наружу. Вот почему проволока для холодной сварки обеспечивает лучшее соединение стыков, чем сварка листового металла. Это возможно только потому, что провода имеют небольшую площадь поверхности соединения, в отличие от листового металла.

Давление прикладывают минимум четыре раза для удаления всех примесей. Этот процесс называется «принципом множественных нарушений».«После того, как провода склеены, вы можете вынуть их из машины и удалить остатки вокруг места соединения.

Холодная сварка и горячая сварка

Способы горячей сварки включают электрическую дугу, внутреннее сопротивление или активное пламя для плавления и плавления металла. Холодная сварка лучше всего подходит для цветных металлов и специальных применений, тогда как горячая сварка имеет гораздо больше применений.

Элемент Холодная сварка Горячая сварка
Требуется тепло Есть
Требуется электрическая дуга Есть
Сварка всех металлов Цветные и безуглеродные Да (несколько редких исключений)
Область применения Limited Намного шире

Какие металлы можно сваривать холодным способом?

Металлы, которые можно сваривать холодной сваркой, включают медь, алюминий, свинец, цинк, латунный сплав 70/30, никель, серебро, серебряные сплавы, платину и золото.Он также может сваривать алюминиевые сплавы серий 2ххх и 7ххх. Их нельзя сваривать плавлением, потому что они имеют тенденцию к растрескиванию под действием тепла, и их сложно соединить с другими методами сварки, кроме холодной сварки.

Холодная сварка углеродистой стали и любых металлов, содержащих углерод, невозможна. Это сильно ограничивает применение холодной сварки, поскольку углеродистая сталь на сегодняшний день является наиболее свариваемым металлом.

Холодная сварка лучше всего работает с металлами с гранецентрированным кубическим расположением атомов, которые не затвердевают быстро.Все металлы, которые быстро затвердевают при работе, имеют тенденцию к растрескиванию, прежде чем давление при холодной сварке сможет создать соединение. Вот почему только указанные выше металлы с высокой пластичностью можно сваривать в холодном состоянии.

Различные типы холодной сварки

Нет разных типов холодной сварки. Вместо этого есть три метода с одинаковыми названиями. Давайте кратко рассмотрим эти процессы.

Перенос холодного металла

Перенос холодного металла (CMT) – это процесс сварки плавлением, в котором сварочная дуга используется для создания соединения.Ее 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. Однако не стоит путать эти два понятия.

В CMT используется электрическая дуга, присадочная проволока, и мы можем использовать ее с металлами, для которых холодная сварка под давлением невозможна. Но CMT полагается на точный отвод присадочной проволоки при зажигании дуги для управления подводом тепла.

Это возможно только для робота, и это неэкономично, если возможна сварка под давлением в холодном состоянии.

Холодная сварка TIG

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

Некоторые аппараты для сварки TIG имеют настройку «холодная», которая существенно ограничивает подвод тепла. Это достигается путем подачи электрической дуги к крошечному месту всего на долю секунды.

Температура минимальна, потому что любое выделяемое 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 сварочным аппаратом TIG, используя настройки импульса.

Вы получите сварку TIG с низким нагревом, установив низкий импульсный ток и большую задержку времени между импульсами. Но слабого нагрева иногда недостаточно, поэтому, когда возможна сварка холодным давлением, соединение будет лучше.

Сварка JB

JB Weld – это торговая марка системы эпоксидного склеивания, используемой с металлом, бетоном, кирпичом, стекловолокном и т. Д.Хотя это называется «Исходной формулой холодной сварки», на самом деле она не создает сварного шва между металлами.

В отличие от процесса холодной сварки, здесь нет межатомного притяжения, и два металла не сливаются, чтобы стать однородной массой.

JB Weld – хороший метод склеивания металла, но он не сваривается. Продукт представляет собой двухкомпонентную эпоксидную смолу, основу и активатор. Когда вы смешиваете и наносите этот продукт на металлические части, вы должны закрепить их зажимами и начать процесс отверждения.

Его прочность на разрыв составляет 5020 фунтов на квадратный дюйм, что обеспечивает слабое сцепление по сравнению с типичным стержневым электродом E6010 с давлением 60000 фунтов на квадратный дюйм.

Это не заменит настоящую сварку, если только вы не сделаете мелкий ремонт дома. Но некоторые люди путают это с процессом холодной сварки.

Краткая история холодной сварки

История холодной сварки началась в бронзовом веке, около 700 г. до н.э., но она не была такой сложной, как сегодня. Археологи раскопали многие инструменты и утварь этого периода, которые были сформированы с помощью примитивного процесса холодной сварки.

Однако первый документально подтвержденный научный эксперимент по холодной сварке был проведен в 1724 году преподобным Дж. И. Дезагюльером. Он обнаружил, что если сжать и скрутить два свинцовых шарика вместе, они образуют прочное соединение. Он проверил прочность сцепления на безголовом дворе и дал хорошие результаты.

Следующим знаменательным моментом в истории стала Вторая мировая война, когда в Германии производилась холодная сварка легкосплавных элементов самолетов. С последующим промышленным прогрессом холодная сварка стала более совершенной и привела к тому, чем она является сегодня, – хорошо понятному процессу, используемому в специализированных условиях.

Что такое холодная сварка? – Определение из Corrosionpedia

Что означает холодная сварка?

Холодная сварка – это процесс соединения, во время которого два твердых тела вынуждены образовывать единое целое под действием соответствующего давления. Это разрушает барьеры оксидных слоев на границе раздела и вызывает прочное сцепление между двумя поверхностями.

В отличие от обычного процесса сварки, на границе раздела не применяется сильный нагрев или плавление материала.Обе поверхности продолжают оставаться в твердой фазе на протяжении всего процесса принудительного склеивания. Необходимое усилие для склеивания прикладывается с помощью механических валков и штампов.

Холодная сварка также известна как контактная сварка.

Corrosionpedia объясняет холодную сварку

Когда две поверхности без промежуточного оксидного слоя сводятся вместе, одинаковые атомы с каждой стороны схлопываются друг в друга.

Холодная сварка как метод соединения имеет некоторые ограничения. Соединение может выйти из строя в реактивной среде или среде с высоким содержанием кислорода. Он подходит для подземных трубопроводов и компонентов, устанавливаемых в помещениях, где отсутствует риск контакта с кислородом. Чтобы холодная сварка была эффективной, поверхности необходимо тщательно очистить щеткой и очистить.

Если внешний слой любого из компонентов имеет высокое содержание кислорода, адгезия маловероятна. Другой важный фактор – пластичность используемых металлов.По крайней мере, один из двух соединяемых металлов должен быть ковким.

Непреднамеренная холодная сварка, приводящая к свариванию разделяемых контактов, обсуждалась как механическая проблема в некоторых ранних спутниках. Концепции холодной сварки используются в нано- и микропроизводстве в высокотехнологичных областях. Например, золотую нанопроволоку можно мгновенно сварить в холодном состоянии. Этот метод также используется в ядерной области.

Amazon.com: ANDELI: Машина для холодной сварки

ANDELI TIG Welder MOS Tube Многофункциональная машина для холодной сварки с импульсной холодной / горячей / TIG-сваркой (110/220 В) TIG-250MPL 3.9 из 5 звезд 16

529,00 $

Осталось только 4 – закажите в ближайшее время.

Об этом товаре

  • 【Многофункциональный аппарат для сварки TIG】 Функция TIG, Pulse, COLD. скорость сварки высокая, процесс сварки наилучший. Это оптимизировано для обеспечения безупречного шва, практически исключающего разбрызгивание и очистку после сварки.
  • 【COLD】 ANDELI Cold Welder Реализует настоящую холодную сварку, уменьшая деформацию, небольшое обесцвечивание. Приварной валик из нержавеющей стали имеет серебристо-белый цвет в режиме холодной сварки.PS: нужен чистый газ аргон
  • 【Применимый материал】 Обычная тонкая сталь, углеродистая сталь, нержавеющая сталь, железо и т. Д. Подходит для домашних работ и общего технического обслуживания.
  • 【Комплект поставки】 110 / 220V TIG-250MPL, зажим заземления 2 м, ХОЛОДНАЯ горелка WP-9F 4 м, горелка TIG WP-17F 4 м, газовая труба 3 м, сопло * 20, цанга * 20, домашний зажим * 2, 1 * вольфрамовый электрод, 1 педальный переключатель, Сварочное светодиодное освещение, сварочные перчатки.
  • 【Безопасность】 Сертификация CE, Эффективная команда обслуживания клиентов, если у вас возникнут проблемы при получении товара, вы можете связаться с нами для получения бесплатного руководства.Мы обеспечим возврат и обмен в течение 30 дней после получения товара, а также предоставим двухлетнюю гарантию и бесплатную замену деталей.
  • 【Многофункциональный аппарат для сварки TIG】 Функция TIG, Pulse, COLD. скорость сварки высокая, процесс сварки наилучший. Это оптимизировано для обеспечения безупречного шва, практически исключающего разбрызгивание и очистку после сварки.
  • 【COLD】 ANDELI Cold Welder Реализует настоящую холодную сварку, уменьшая деформацию, небольшое обесцвечивание. Приварной валик из нержавеющей стали имеет серебристо-белый цвет в режиме холодной сварки.PS: нужен чистый газ аргон
  • 【Применимый материал】 Обычная тонкая сталь, углеродистая сталь, нержавеющая сталь, железо и т. Д. Подходит для домашних работ и общего технического обслуживания.
  • 【Комплект поставки】 110 / 220V TIG-250MPL, зажим заземления 2 м, ХОЛОДНАЯ горелка WP-9F 4 м, горелка TIG WP-17F 4 м, газовая труба 3 м, сопло * 20, цанга * 20, домашний зажим * 2, 1 * вольфрамовый электрод, 1 педальный переключатель, Сварочное светодиодное освещение, сварочные перчатки.
  • 【Безопасность】 Сертификация CE, Эффективная команда обслуживания клиентов, если у вас возникнут проблемы при получении товара, вы можете связаться с нами для получения бесплатного руководства.Мы обеспечим возврат и обмен в течение 30 дней после получения товара, а также предоставим двухлетнюю гарантию и бесплатную замену деталей.

Продается в официальном магазине ANDELI в США и осуществляется Amazon.

Холодная сварка – обзор

12.1 Введение

Общеизвестно, что процессы холодной сварки, измельчения микроструктуры и образования границ раздела фаз, которые способствуют возникновению структурных и химических превращений в сторону синтеза равновесных и далеко не равновесных фаз , представляют собой основные эффекты, вызванные механической обработкой порошков с помощью шаровой мельницы (BM) (Suryanarayana, 2001; Beyer and Clausen-Schaumann, 2005).Более того, было обнаружено, что измельчение в шаровой мельнице значительно влияет на реактивность порошка за счет так называемой механической активации (MA) (Charlot et al. , 1999; Takacs et al. , 2001; Khina and Formanek, 2006). Химические и структурные превращения, происходящие во время БМ, явно зависят от соответствующей интенсивности механической обработки, которая обычно регулируется путем соответствующего выбора времени измельчения и соотношения заряда, то есть отношения массы шарика к массе порошка (Delogu et al. , 2003 ).

Исходя из порошков, обработанных BM, несколько методов уплотнения, например горячее прессование (HP) (Il Moon et al. , 2001; Krasnowski and Kulik, 2003; Zheng et al. , 2003; Krasnowski et al. , 2007; Tavoosi и др. , 2009) и ударная консолидация (Korth and Williamson, 1995; Yamasaki и др. , 2003) использовались с целью изготовления объемных усовершенствованных материалов и, в частности, наноструктурированных продуктов. Наряду с этими методами спекания недавно было предложено искровое плазменное спекание (SPS), которое относится к более общему классу методов спекания, активируемого электрическим током (ECAS) (см.Orrù et al. , 2009 г.). Как схематично показано на рис. 12.1, во время SPS спекаемые порошки и / или матрица, содержащая их, пересекаются электрическим пульсирующим током при одновременном приложении механической нагрузки. Помимо обеспечения быстрого джоулева нагрева, также постулируются усиление массопереноса за счет электромиграции и сомнительное присутствие плазмы в пустотах, окружающих частицы порошка (Orrù et al. , 2009).

12.1. Схематическое изображение системы искрового плазменного спекания (SPS).

Обычно установлено, что SPS позволяет проводить спекание при относительно более низких температурах, в более короткие сроки и со значительной экономией энергии по сравнению с обычным HP (Musa et al. , 2009). Более мягкие условия спекания, встречающиеся во время SPS, важны, когда конечной целью является изготовление трудно спекаемых материалов или получение наноструктурированных продуктов, поскольку рост зерен значительно ограничен.

Как показано в Таблице 12.1, на сегодняшний день было изготовлено большое количество разнообразных сыпучих материалов путем комбинирования обработки BM с аналогичными методами ECAS, в основном SPS.Объемные материалы включают чистые металлы, различные сплавы и интерметаллиды, карбиды, оксиды, силициды, металлокерамические и керамико-керамические композиты, а также другие системы, подходящие в нескольких промышленных областях, таких как авиация, микроэлектроника, биомедицина и т. Д.

Таблица 12.1. Избранные системы, исследованные в литературе, которые сочетают в себе методы шаровой мельницы и спекания, активируемого электрическим током.

Система Ссылка
Сплавы на основе алюминия

Чистый алюминий

Al – 17Si – 5Fe – 3.5Cu – 1,1 Mg – 0,6Zr

5083 Al сплав

Al – 5 ат.% Fe

Al – Cu – Fe

32 •
–10La – 4Ni – 4Fe

(Al + 12,5 ат.% M) 3 Zr (M = Cu, Mn)


Сплавы на основе кобальта
9203W15 965Ti

Сплавы на основе Fe

Fe – C

Fe – Co

Fe – Pt

9000 Ni , Fe – Cr – Mo – N

Fe – 18Cr – 11Mn

Fe – 17Cr – 13Ni – 2.2Mo – 0.8Si – 0.02C


Сплавы на основе Ni

Ni – 43 ат.% Mo


Сплавы на основе Nb

Nb – Al, Nb – Al, Nb – Al, Nb – Al –W, Nb – Al – Mo, Nb – Al – N


Сплавы на основе Ti

Ti – Si – Fe

Ti – Zr – Ni

Ti – 10Ta, Ti – 10Nb

Силициды Ti / Ti


Алюминиды ниобия

NbAl 3

8

NbAl 3

8

Aluminium 3

8

Интерметаллиды на основе FeAl

Fe 3 Интерметаллиды на основе алюминия

Fe – Al – C


Алюминиды титана 50000
50

TiAl – X, Al 3 Ti – X (X = Cr, Mn, Fe)

TiAl – Cr

Ti (Al + x Mn) 3

Ti – Al (FGM)


Ni – Ti
Sm – Co
Sm – Co – Fe
Ti – Si
SiC
WC
B 4 C
Al 3 C
Al 3 BC
Ti 3 SiC 2
Kubota, 2007
Sastry et al., 2004
Ye et al. , 2006
Sasaki et al. , 2007
Nicula et al. , 2007a
Choi et al. , 2007
Ли et al. , 2006a
El-Eskandarany et al. ., 2005
Zhang et al. , 2005a
Nicula et al. , 2007b
Геберт et al. , 2007
Miura and Ogawa, 2001
Cisneros et al. , 2005
Oleszak et al. , 2007
De La Torre et al., 2000
Murakami et al. , 1999
Matsumoto et al. , 2002
Matsumoto et al. , 2007
Maziarz et al. , 2006
Handtrack et al. , 2008
Locci et al. , 2007
Paris et al. , 2004
He et al. , 2006
Minamino et al. , 2005
Лю и Лю, 2007
Кальдерон et al. , 2002
Maziarz et al. , 2004
Jang et al., 2004
Nagae et al. , 2000
Ye et al. , 1998
Ян и др. , 2008
Sreenivasulu et al. , 2008
Handtrack et al. , 2006
Yamamoto et al. , 2004
Shinoda et al. , 2008
Heian et al. , 2004
Kubota and Cizek, 2008
Feng et al. , 1999
Ti 3 AlC 2 Ян и др., 2009
(Fe 0,95 Mn 0,05 ) 75 C 25 Terashima et al. , 2006
β-Si 3 N 4 Xu et al. , 2005a
MoSi 2 Orrù et al. , 2001; Sannia et al. , 2003
CoSb 3 Zhang et al. , 2004
SiAlON Xu et al., 2005b
BaTiO 3 Licheri et al. , 2007
Ba 1- x Sr x TiO3 Hungria et al. , 2005
WC – Co Cha et al. , 2003
WC – Co – VC Zhu et al. , 2003
Cu – TiB 2 Kwon et al. , 2006
SiCp / Al Hong et al., 1992
TiAl – SiC Ли и др. , 1997
SmCo 5 –Fe Rao et al. , 2007
Al 2 O 3 –Cu Kim et al. , 2001
AlN – Cu Ли и др. , 2007
Al 2 O 3 –Ni – Co Oh et al. , 2001
Cr – Al 2 O 3 , Nb – Al 2 O 3 Saucedo-Acuña et al., 2007
Ni 3 Al – Al 2 O 3 Meng et al. , 2006
Mo – ZrC Takida et al. , 2000
Mo – TaC Takida et al. , 2004
Fe – Mo – SiO 2 Libardi et al. , 2007
TiC – Ni Кобаяши и Одзаки, 2006a
FeAl – Y 2 O 3 Ji et al., 2007
Mg 2 Ni / LaNi 5 Okumura et al. , 2002
TiB 2 –Fe – Al Kobayashi and Ozaki, 2006b
Al 2 O 3 –TiC Zhang et al. , 2005b
Al 2 O 3 –Ti 3 SiC 2 Luo et al. , 2002
Al 2 O 3 –BaTiO 3 Zhan et al., 2003
Bi 2 Te 3 –SiC Zhao et al. , 2008
Mo (Si 0,75 Al 0,25 ) 2 –SiC Krakhmalev et al. , 2003
Si 3 N 4 –C Xu et al. , 2007
SiC – AlN Shirai et al. , 2006
SiC / BN Kodera et al., 2008
SiC– RBC (углерод рисовых отрубей) Чжоу и Хирао, 2005
TiC – TiB 2 Locci et al. , 2006a
TiN – TiB 2 Ли и др. , 2001
ZnS – SiO 2 Kim et al. , 2008
ZrB 2 –ZrC Прокладка и др. , 2002
ZrO 2 –MgAl 2 O 4 Morita et al., 2005
HA / Y – TZP Guo et al. , 2003
HA – Ag Lee et al. , 2006b
HA – TiO 2 Que et al. , 2008
(Bi 2 Te 3 ) 0,9 – (Bi 2- x Ag x Se 3 ) Cui и др. , 2007
УНТ / Fe / Al 2 O 3 Yoo et al., 2006
La x Co 4 Sb 12 Liu et al. , 2006
Fe 35 Pt 35 P 30 , Fe 50 Pt 50 Gopalan et al. , 2005

Обычно используются два разных подхода при сочетании методов механической обработки с соответствующими процессами консолидации. А именно, измельчение может быть адаптировано для механохимической активации исходной смеси, которая впоследствии будет реагировать и консолидироваться (реактивное спекание) с помощью ECAS в одну стадию (Lee et al., 2001; Sannia et al. , 2003; Paris et al. , 2004). Напротив, стадии синтеза и уплотнения можно проводить отдельно. В этом случае реагенты сначала полностью превращаются реактивным измельчением в желаемые продукты, микроструктура которых также одновременно улучшается, а затем полученные порошки спекаются (Tavoosi et al. , 2009). В качестве альтернативы продукты, ранее приготовленные подходящими способами обработки, отличными от измельчения, подвергаются измельчению и / или уменьшению размера кристаллов с помощью специальной механической обработки.Полученные порошки впоследствии консолидируются (Licheri et al. , 2007).

В данной работе исследуется и обсуждается влияние механической активации исходных реагентов на активируемый электрическим током одновременный синтез и уплотнение MoSi 2 , TiC – TiB 2 и NbAl 3 с помощью SPS. Все системы, рассмотренные в данной работе, являются очень перспективными материалами в нескольких областях применения благодаря своим известным свойствам.В частности, MoSi 2 представляет собой привлекательный конструкционный материал для промышленного и военного применения из-за его устойчивости в окислительной среде при повышенных температурах (Petrovic and Vasudevan, 1999). Кроме того, композиты TiC – TiB 2 демонстрируют превосходную износостойкость и вязкость разрушения по сравнению с составляющими их керамическими компонентами (Bhaumik et al. , 2000). Наконец, алюминиды ниобия считаются оптимальными кандидатами в структурных приложениях для использования за пределами рабочих температур обычных суперсплавов на основе никеля (Hanada, 1997).

Полученные результаты будут проанализированы с точки зрения возможности использования принятого технологического маршрута в качестве инструмента для консолидации трудно спекаемых материалов.

Что такое холодная сварка?

Сварка – это слово, которое сразу же дает искру тепла и связанных с ним операций. Кроме того, сварка – это процедура, которая включает нагрев металлов до температуры плавления и их плавление, чтобы сформировать желаемую заготовку. Некоторые сварочные процедуры, такие как дуговая сварка, ультразвуковая сварка, сварка трением и лазерная сварка, используют тепло для многих целей.Здесь тепло является основным элементом при сварке и соединении двух материалов. Но когда мы говорим о холодной обработке, которая немного отличается от обычных процедур сварки, основанных на нагревании. Холодная сварка – это метод соединения двух металлов без использования тепла. На первый взгляд это может показаться невозможным, но да, это возможно.

Можно ли соединить два металла без нагрева?

Да, это возможно с помощью холодной сварки. Тепло – фундаментальный элемент сварочного процесса.Это полезно при изготовлении сегментов из пластика и позволяет атомам рассеиваться вместе. Холодная сварка подходит для сплавления двух металлов или разных материалов. Когда материал становится гибким, сварка начинает работать в диффузии атомов, присутствующих в этом металле. В процессе холодной сварки используется энергия свободных ионов и электронов. Таким образом, сварка возможна без использования тепловой энергии. Процесс холодной сварки также известен как контактная сварка или сварка холодным давлением.Здесь холодная сварка давлением использует приложение давления для объединения и диффузии материалов на атомарном уровне.
Холодная сварка научно доказана и известна как твердотельная диффузия. Когда прикладывают давление к двум материалам одновременно, сваривать эти материалы невозможно. Причина в том, что оксидный слой или другой тонкий барьер, присутствующий на поверхности, мешает процессу сварки. В таких случаях хорошо работает холодная сварка, поскольку она подготавливает металл перед тем, как приступить к сварке.На этапе подготовки важна очистка металла для удаления внешнего оксидного слоя. Чтобы удалить оксидный слой, можно использовать метод обезжиривания, а затем выполнить чистку проволочной щеткой. После очистки металлической поверхности можно прижать обе металлические поверхности вместе с оптимальным усилием. Необходимое усилие зависит от марки материала. Но для процедуры холодной сварки требуется один пластичный материал, устойчивый к процессу закалки.

Каковы ограничения холодной сварки?

Получить идеальную сварку очень сложно по нескольким причинам, например по образованию оксидного слоя на внешней поверхности металла.Кроме того, внешняя атмосфера, шероховатая поверхность и поверхностное загрязнение. Кроме того, для холодной сварки требуются две чистые и свободные от загрязнений поверхности. Также холодная сварка возможна только на определенных типах металлов. Холодная сварка в основном подходит для цветных мягких металлических материалов. Кроме того, медь и алюминий – это металлы, которые требуют холодной сварки. Холодная сварка невозможна для металлов, содержащих углерод.

Преимущества холодной сварки

Холодная сварка – это процесс без зоны термического влияния.В результате снижается вероятность отрицательных химических и механических модификаций основного металла во время сварки. Кроме того, холодная сварка позволяет соединить два разнородных металла без применения тепла. Кроме того, сварные швы, полученные методом холодной сварки, долговечны и прочнее.

Pipingmart – это портал B2B, специализирующийся на промышленных, металлических и трубных продуктах. Кроме того, делитесь последней информацией и новостями, связанными с продуктами, материалами и различными типами сортов, чтобы помочь ведению бизнеса в этой отрасли.

Холодная сварка 101: определение, руководство, часто задаваемые вопросы

Когда кто-то думает о сварке , первая картина, которая, вероятно, приходит в голову, это расплавленного металла , оранжевых искр и защитное снаряжение , которое сварщики должны носить во время работы. Короче говоря, вы, вероятно, думаете о , как о изображении выше . Тем не менее, есть несколько различных форм сварки, которые не соответствуют этим мысленным представлениям . Холодная сварка – один из таких примеров. Продолжайте читать, чтобы узнать все, что вам нужно знать о процессе , холодной сварки, , почему он используется, и , как он отличается от других методов сварки.

Что такое холодная сварка?

Холодная сварка – это разновидность твердотельной сварки (SSW) , которая не требует большого количества тепловой энергии для соединения металлических деталей. Вместо этого энергия, задействованная в этом процессе, исходит от избыточного давления , используемого для соединения металлических компонентов вместе.По сравнению с традиционным представлением о сварке, холодная сварка не требует разжижения металла . Холодную сварку также иногда называют контактной сваркой или холодной сваркой давлением .

Связанный: Черные и цветные металлы: в чем разница?

Как работает холодная сварка?

Холодная сварка позволяет склеивать два металла без сильного нагрева за счет удаления слоев оксида на соединяемых металлах.В большинстве нормальных условий почти все металлы имеют оксидный слой на них , хотя невооруженным глазом эти слои не видны. Оксид и другие примеси , такие как масло и смазка , создают барьер , который удерживает атомы одного материала от сжатия и принудительного связывания с другим.

Оксидные слои удаляются с металлов с помощью процесса очистки , который включает очистку проволочной щеткой и обезжиривание перед началом процесса сварки.После того, как этот слой исчезнет, ​​ атомов двух металлических компонентов можно сварить вместе , когда приложено достаточное из правильное количество силы . Величина усилия , необходимая для успешной холодной сварки, в конечном итоге зависит от типа металла , с которым работает. Более мягкие металлы , как правило, является лучшим выбором , когда речь идет о данной технике сварки .

Требования к условиям холодной сварки

  • В по крайней мере один металл , используемый в процессе , должен быть пластичным и не подвергаться сильному упрочнению.
  • Металлические поверхности должны быть плоскими и чистыми , с удаленным оксидным слоем .

Насколько прочна холодная сварка?

Холодная сварка может создать прочных и стабильных связей между материалами, участвующими в процессе, даже если используются два разных металла . Важно отметить это, потому что может оказаться довольно сложной задачей для объединения различных металлов с использованием других методов сварки . Например, холодной сваркой можно сварить вместе меди, и алюминия.

Если процедуры соответствуют правильно выполненным , полученный холодный сварной шов должен быть на меньше прочности, чем самый слабый используемый основной материал , и в конечном итоге он может оказаться таким же прочным, как и более прочный основной металл.

Вы занимаетесь оптовой продажей металла, но хотите убедиться, что работаете с поставщиком высококачественного металла? Посетите South Austin Metals , чтобы узнать о том, что их продукты и услуги могут сделать для вас, или свяжитесь с [адрес электронной почты защищен] сегодня.

Холодная сварка: для чего она нужна?

Источник: https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/lap-joint

Холодная сварка используется для многих вещей в области строительства и машиностроения . Однако наиболее распространенные случаи включают сварочную проволоку или соединение разнородных металлов (т. Е. Алюминия и меди, как упоминалось выше). При плавлении разные металлы не соединяются друг с другом хорошо и часто приводят к трещинам или общему слабому сварному шву , который может развалиться .Однако в случае холодной сварки это не так. Кроме того, холодная сварка часто используется для создания стыков , в частности стыков внахлест, и стыковых стыков.

Связано: Отжиг: все, что вы хотите знать

Обычные металлы холодной сварки

Так как обычно требуется пластичных металлов для выполнения эффективной холодной сварки , несколько конкретных типов металлов наиболее часто используются .К ним относятся:

Другие металлы, такие как свинец и золото , также подходят для использования в процессах холодной сварки . Однако они не используются так регулярно , как три перечисленных выше металла.

Связано: Бронза против латуни и меди [Полное руководство]

Преимущества и недостатки холодной сварки

Источник: https://awo.aws.org/2015/07/welding-in-space/

Несколько преимуществ и недостатков присущи процессу холодной сварки .Вот некоторые из наиболее распространенных, о которых должны знать сварщиков , инженеров и другие слесаря ​​:

Преимущества

  • Холодная сварка может производить чистых , прочных сварных швов без образования хрупких интерметаллических соединений , как и в других сварочных процессах.
  • При холодной сварке отсутствует зона термического влияния .
  • Холодная сварка практична для соединения или сварки проволоки , не вызывая проблем с нагревом.
  • Холодная сварка может происходить между разнородных металлов.
  • Холодная сварка работает с Алюминий 2ххх и 7ххх серий , чего не могут делать другие сварочные процессы.

Недостатки

  • Проведение идеальной холодной сварки очень сложно из-за нескольких проблем , включая оксидных слоев, металлов, которые необходимо удалить, поверхностных загрязнений, и неровностей поверхности.
  • Металлы должны быть без окислов и полностью чистыми для эффективной холодной сварки.
  • Мягкие цветные металлы – это единственные металлы , которые могут подвергаться холодной сварке.
  • Непластичные, хрупкие металлы с твердыми поверхностями не могут использоваться при холодной сварке.
  • Невозможно сваривать холодным способом металлы , если содержат углерод.
  • Непреднамеренная холодная сварка иногда может происходить в пространстве .Примеры этого привели к нескольким досадным инцидентам во время некоторых из космических операций НАСА . Одним из примеров является космический корабль Galileo , отправленный для исследования Юпитера в конце 1980-х – начале 1990-х годов. Первичная мобильная конструкция, предназначенная для запуска антенны, застряла из-за холодной сварки , значительно снижает эффективность антенны и препятствует сбору данных . Эта проблема потребовала, чтобы ученых-космонавтов разработали способы предотвращения угрозы непреднамеренной холодной сварки во время космических путешествий.

Вы заинтересованы в закупке высококачественного металла оптом для предстоящего строительства, но не знаете, куда обратиться? Взгляните на South Austin Metals сегодня, чтобы узнать, что они могут сделать для вас.

Холодная сварка ультратонких золотых нанопроволок

  • 1

    Вступительное слово. J. Am. Welding Soc. 1 , 3 (1919).

  • 2

    Фрейтас, Р.А. и Гилбрет, У. П. (ред.) Расширенная автоматизация космических полетов: Материалы летнего исследования НАСА / ASEE 1980 г. , Приложение 4C.1. (НАСА, 1980).

    Google Scholar

  • 3

    Фергюсон, Г. С., Чаудхури, М. К., Сигал, Г. Б. и Уайтсайдс, Г. М. Контактная адгезия тонких пленок золота на эластомерных основах: холодная сварка в условиях окружающей среды. Science 253 , 776–778 (1991).

    CAS Статья Google Scholar

  • 4

    Ким, К., Берроуз, П. Э. и Форрест, С. Р. Микрообразцы органических электронных устройств с помощью холодной сварки. Наука 288 , 831–833 (2000).

    CAS Статья Google Scholar

  • 5

    Джин, К., Суэнага, К. и Иидзима, С. Углеродные нанотрубки в водопроводе. Nature Nanotech. 3 , 17–21 (2008).

    CAS Статья Google Scholar

  • 6

    Ван, М., Ван, Дж., Чен, Q. и Пэн, Л. М. Изготовление и электрические и механические свойства соединений углеродных нанотрубок. Adv. Функц. Матер. 15 , 1825–1831 (2005).

    CAS Статья Google Scholar

  • 7

    Хираяма, Х., Кавамото, Й., Хаяси, Х. и Такаянаги, К. Наноспалярная сварка углеродных нанотрубок. Заявл. Phys. Lett. 79 , 1169–1171 (2001).

    CAS Статья Google Scholar

  • 8

    Мадсен, Д.N. et al. Пайка нанотрубок на микроэлектроды. Nano Lett. 3 , 47–49 (2003).

    CAS Статья Google Scholar

  • 9

    Wu, Y. & Yang, P. Плавление и сварка полупроводниковых нанопроволок в нанотрубках. Adv. Матер. 13 , 520–523 (2001).

    CAS Статья Google Scholar

  • 10

    Донг, Л., Тао, Х., Zhang, L., Zhang, X. & Nelson, B.J. Нанороботическая точечная сварка: контролируемое осаждение металла с точностью аттограммы из углеродных нанотрубок, заполненных медью. Nano Lett. 7 , 58–63 (2007).

    CAS Статья Google Scholar

  • 11

    Misra, A. & Daraio, C. Острые наконечники из углеродных нанотрубок и паяльники из углеродных нанотрубок. Adv. Матер. 20 , 1–4 (2008).

    Артикул Google Scholar

  • 12

    Родригес-Манцо, Х.A. et al. Гетеропереходы между металлами и углеродными нанотрубками как конечные наноконтакты. Proc. Natl Acad. Sci. США 106 , 4591–4595 (2009).

    Артикул Google Scholar

  • 13

    Xu, S. et al. Модификация в нанометровом масштабе и сварка кремниевых и металлических нанопроволок с помощью высокоинтенсивного электронного пучка. Малый 1 , 1221–1229 (2005).

    CAS Статья Google Scholar

  • 14

    Tohmyoh, H., Имаидзуми Т., Хаяси Х. и Сака М. Сварка платиновых нанопроволок с помощью джоулева нагрева. Scripta Mater. 57 , 953–956 (2007).

    CAS Статья Google Scholar

  • 15

    van Huis, M.A. et al. Объединение низкотемпературных нанокристаллов посредством вращения и релаксации исследовано с помощью просвечивающей электронной микроскопии in situ . Nano Lett. 8 , 3959–3963 (2008).

    CAS Статья Google Scholar

  • 16

    Кизука, Т., Ямада, К., Дегучи, С., Нарус, М., Танака, Н. Электронная микроскопия высокого разрешения с временным разрешением твердотельного прямого соединения золотых наконечников с атомным масштабом. J. Electron Microsc. 46 , 151–160 (1997).

    CAS Статья Google Scholar

  • 17

    Tohmyoh, H. Управляющий параметр для явления плавления в наноконтактах за счет джоулева нагрева и его применение для соединения вместе двух тонких металлических проводов. J. Appl. Phys. 105 , 014907 (2009).

    Артикул Google Scholar

  • 18

    Ким, С. Дж. И Джанг, Д. Дж. Лазерная нановая сварка наночастиц золота. Заявл. Phys. Lett. 86 , 033112 (2005).

    Артикул Google Scholar

  • 19

    Москаленко А.В., Бербридж Д.Дж., Виау Г. и Гордеев С.Н. Сварка трехмерных нанообъектов снизу с помощью электронного луча. Нанотехнологии 18 , 025304 (2007).

    Артикул Google Scholar

  • 20

    Пенг, Ю., Куллис, Т. и Инксон, Б. Наноструктура снизу вверх путем сварки отдельных металлических нанообъектов с использованием наноразмерного припоя. Nano Lett. 9 , 91–96 (2009).

    CAS Статья Google Scholar

  • 21

    Гу, З., Е, Х., Смирнова, Д., Смолл, Д. и Грасиас, Д. Х. Оплавление и электрические характеристики наноразмерного припоя. Малый 2 , 225–229 (2006).

    CAS Статья Google Scholar

  • 22

    Лу, В. и Либер, К. М. Наноэлектроника снизу вверх. Nature Mater. 6 , 841–850 (2007).

    CAS Статья Google Scholar

  • 23

    Цзи, К.& Сирсон, П. С. Синтез и характеристика нанопористых золотых нанопроволок. J. Phys. Chem. B 107 , 4494–4499 (2003).

    CAS Статья Google Scholar

  • 24

    Ван, К., Ху, Ю., Либер, К. М., Сан, С. Ультратонкие нанопроволоки Au и их транспортные свойства. J. Am. Chem. Soc. 130 , 8902–8903 (2008).

    CAS Статья Google Scholar

  • 25

    Ховатсон, А.М., Лунд, П. Г. и Тодд, Дж. Д. Технические таблицы и данные 41, 2-е изд. (Чапман и Холл, 1991).

    Google Scholar

  • 26

    Галл, К., Диао, Дж., Аграйт, Н. и Данн, М. Л. Прочность золотых нанопроволок. Нано. Lett. 4 , 2431–2436 (2004).

    CAS Статья Google Scholar

  • 27

    Ву, Б., Гейдельберг, А. и Боланд, Дж.J. Механические свойства сверхпрочных золотых нанопроволок. Nature Mater. 4 , 525–529 (2005).

    CAS Статья Google Scholar

  • 28

    Рамспергер У., Учихаши Т. и Неджо Х. Изготовление и измерения поперечного электронного переноса золотых нанопроволок. Заявл. Phys. Lett. 78 , 85–87 (2001).

    CAS Статья Google Scholar

  • 29

    Каллея, М., Телло, М., Ангита, Дж., Гарсия, Ф. и Гарсиа, Р. Изготовление золотых нанопроволок на изолирующих подложках с помощью индуцированного полем переноса массы. Заявл. Phys. Lett. 79 , 2471–2473 (2001).

    CAS Статья Google Scholar

  • 30

    Сонг, Дж. Х., Ву, Ю., Мессер, Б., Кинд, Х. и Янг, П. Формирование металлических нанопроволок с использованием Mo3Se3 в качестве восстанавливающих и жертвенных шаблонов. J. Am. Chem. Soc. 123 , 10397–10398 (2001).

    CAS Статья Google Scholar

  • 31

    José-Yacaman, M. et al. Поверхностная диффузия и коалесценция мобильных наночастиц металлов. J. Phys. Chem. B 109 , 9703–9711 (2005).

    Артикул Google Scholar

  • 32

    Rez, P. & Glaisher, R. W. Измерение энерговыделения в просвечивающей электронной микроскопии. Ультрамикроскопия 35 , 65–69 (1991).

    Артикул Google Scholar

  • 33

    Кизука Т. Атомный процесс точечного контакта в золоте изучен с помощью просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения с временным разрешением. Phys. Rev. Lett. 81 , 4448–4451 (1998).

    CAS Статья Google Scholar

  • 34

    Сандерс, Д. Э. и ДеПристо, А.E. Прогнозируемые скорости диффузии на металлических поверхностях с ГЦК (001) для комбинаций адсорбат / подложка из Ni, Cu, Rh, Pd, Ag, Pt, Au. Прибой. Sci. 260 , 116–128 (1992).

    CAS Статья Google Scholar

  • 35

    Чо, К. С., Талапин, Д. В., Гашлер, В. и Мюррей, К. Б. Разработка нанопроволок и наноколец PbSe посредством ориентированного прикрепления наночастиц. J. Am. Chem. Soc. 127 , 7140–7147 (2005).

    CAS Статья Google Scholar

  • 36

    Чжун, З., Ван, Д., Цуй, Ю., Бократ, М. В. и Либер, К. М. Матрицы нанопроволок в качестве декодеров адресов для интегрированных наносистем. Наука 302 , 1377–1379 (2003).

    CAS Статья Google Scholar

  • 37

    Ванг Д., Джин С., Ву Ю. и Либер К. М. Крупномасштабная иерархическая организация массивов нанопроволок для интегрированных наносистем. Nano Lett. 3 , 1255–1259 (2003).

    CAS Статья Google Scholar

  • 38

    Huo, F.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *