Холодная сварка
В этой статье приведено описание метода, как выполняется холодная сварка металлов. Какое оборудование потребуется для холодной сварки. Какую подготовку требуется провести перед холодной сваркой.
Содержание:
Холодная сварка метод соединения
Холодная сварка основана на использовании пластической деформации, с помощью которой разрушают на свариваемых поверхностях хрупкую пленку окислов – основное препятствие для соединения металлов.
Образование цельнометаллического соединения происходит за счет возникновения металлических связей соединяемыми металлами. Эти связи возникают между атомами при сближении поверхностей соединяемых металлов на расстоянии порядка (2 – 8) 10-7 мм в результате образования общего электронного облака, взаимодействующего с ионизированными атомами обеих металлических поверхностей.
Метод холодной сварки имеет следующие преимущества: малая стоимость, высокая производительность, возможность автоматизации работы во взрыво- и огнеопасной среде, сварка деталей с нанесенной изоляцией, а также гигиеничность процесса.
Холодной сваркой можно сваривать металлы, имеющие высокие пластические свойства: алюминий и его сплавы, медь и ее сплавы, кадмий, никель, свинец, олово, цинк, титан, серебро и др. Этот метод применяют при сварке разнородных металлов, например меди с алюминием.
Поверхности, подлежащие сварке, должны быть тщательно очищены от любых органических пленок. Прежде всего, свариваемые детали при наличии на них слоя жира и грязи должны быть промыты и досуха вытерты.
Лучшие результаты дает механическая очистка деталей. Очистку деталей при сварке внахлестку и деталей больших сечений при сварке встык рекомендуется выполнять вращающейся стальной щеткой. Диаметр щетки при ее стационарной установке 200 мм., а диаметр проволочек 0,2 – 0,3 мм. В переносных установках диаметр щетки должен быть не более 100 мм. Частота вращения щетки 1500 – 3000 об/мин.
Подготовку стержней малых и средних сечений, а также проводов к сварке встык рекомендуется выполнять обрезкой их концов и в исключительных случаях -многократным осаживанием их вылетов в зажимных губках сварочной машины.
Мелкие алюминиевые детали можно подготавливать к сварке с помощью прокаливания при температуре 350 – 400 ᴼ С при свободном доступе воздуха, а медные детали никелированием. Химическое обезжиривание не может применяться для подготовки деталей к холодной сварке.
Очищенные детали не должны загрязняться (даже прикосновение пальцами к поверхностям, подлежащим сварке, резко снижает прочность сварного соединения).
Холодная сварка внахлестку
Этот вид холодной сварки похож на контактную точечную сварку. Свариваемые детали собирают внахлестку и помещают под пресс. Сварное соединение образуется за счет пластической деформации деталей.
В практике применяют следующие методы сварки: без предварительного зажатия свариваемых деталей, с предварительным зажатием свариваемых деталей, с односторонним деформированием свариваемых деталей.
Точечная сварка без предварительного зажатия деталей
Детали 1, подготовленные к сварке, устанавливают между расположенными соостно пуансонами 2. При взаимодействии определенного усилия рабочие выступы пуансонов вдавливаются в металл, обеспечивая необходимую для его сварки деформацию. Наиболее рациональная форма рабочих выступов пуансонов прямоугольная и круглая. Ширину или диаметр рабочего выступа пуансона берут равными 1-3 толщин деталей в зависимости от толщины последних.
Недостатком описанного способа сварки является коробление деталей, что особенно затрудняет сварку деталей больших толщин (свыше 4 мм), а также деталей, изготовленных из материала со сравнительно малой пластичностью (нагартованная медь, алюминий и др.). Вследствие коробления сварка каждой последующей точки ослабляет или разрушает смежную, ранее сваренную точку.
Точечная сварка с предварительным зажимом деталей
Этот способ сварки позволяет устранить основные недостатки, присущие способу сварки без предварительного зажатия деталей. Зажатие деталей между опорными частями (прижимами) 2 производят до вдавливания рабочих выступов пуансонов 3 в металл (деталь) 1 или одновременно с ним. За счет этого устраняется коробление свариваемых деталей и увеличивается прочность сварного соединения. При этом способе сварки давление на прижимы рекомендуется применять 29,4 – 49 МПа. Площадь прижима должна превышать площадь торца рабочего выступа пуансона в 15 – 20 раз.
При сварке полосовых материалов рекомендуется применять зажимные плиты (кондукторы). В плитах делают сквозные калиброванные отверстия 3 по размерам и форме рабочих пуансонов 4, служащие для них направляющими.
1-Свариваемые детали; 2-Прижимные плиты;3- Отверстия; 4- пуансоны
Использование этих кондукторов дает возможность уменьшить массу сварочных клещей, исключает разметку и прихватку деталей перед сваркой.
Точечная сварка с односторонним деформированием

Exif_JPEG_420
1-Свариваемые детали; 2-прижим; 3-пуансон; 4-основание
Этот способ сварки применяют в том случае, когда требуется особенно ровная поверхность сварного соединения с какой-то одной стороной соединения по техническим или эстетическим требованиям. В этом случае соединяемые внахлестку детали 1 располагаются на плоском основании 4, а рабочий пуансон 3 заданной формы и размеров вдавливается в эти детали.
Процесс сварки выполняют на любых механических, пневматических или гидравлических прессах, создающих необходимое давление. Рабочие части пресса – пуансоны, зажимные плиты, направляющие и фиксирующие детали – изготовляют применительно к свариваемым деталям. Пуансоны применяют различной формы: круглые ( плоские и сферические), клиновидные, квадратные, прямоугольные, эллиптические, в зависимости от конфигурации изделия.
Основные технические характеристики некоторых машин для стыковочной сварки приведены в таблице.
Основные технические характеристики некоторых машин для стыковочной холодной сварки
Машина и ее назначение | Потребная электрическая мощность, кВт | Максимальное усилие осадки, кН | Максимальное давление масла в гидросети, мПа | Максимальное раскрытие зажимных губок, мм | Максимальное расстояние между внутренними торцами зажимных губок, мм | Габаритные размеры, мм | Масс, кг | Расход сжатого воздуха на одну сварку, м3 |
МСХС-5-3, сварка алюминиевых проводов сечением 2-300 мм2, медных проводов и алюминиевых проводов с медным сечением 2-20 мм2 | — | 49 | — | Не ограничено | 11 | 485х320х300 | 62 | 0,005 |
МСХС — 8, сварка алюминиевых проводов сечением 3-80 мм2, медных медных проводов, алюминиевых проводов с медным сечением 3-50 мм2 | 0,25 | 78,4 | — | 8 | 16 | 920х740х1370 | 480 | 0,015 |
МСХС-30, сварка медных контактных проводов сечением до 100 мм2 и медных проводов с алюминиевым сечением до 300 мм2 | 1,0 | 294 | 24,5 | 15 | 72 | 500х1100х1100 | 380 | — |
МСХС – 35, сварка алюминиевых проводов сечением 20-300 мм2, медных – 20-150 мм2 и медных проводов с алюминиевыми сечением 20-200 мм2 | 1,7 | 343 | 490 | 22 | 40 | 1120х620х1240 | 720 | — |