Холодная сварка-О производстве литья

Холодная сварка

В этой статье приведено описание метода, как выполняется холодная сварка металлов. Какое оборудование используется при холодной сварке. Какую подготовку требуется провести чтобы использовать холодную сварку.

Содержание

Холодная сварка это

Холодная сварка — это процесс, при котором выполняется прочное соединения двух элементов без их нагревания. Воздействие тепла отсутствует, поэтому химические и физические свойства почти полностью сохраняются, деформации отсутствует. Для некоторых способов структура может быть изменена локально.

Холодная сварка — включает в себя несколько способов крепления компонентов конструкций.

Это:

— Склеивание деталей специальными составами. Этот способ приемлем для металла, керамики, линолеума, для полимерных материалов (пластмасс), резины.

— Сваривание под давлением, при котором соединяемые поверхности пластически деформируются и соединяются друг с другом в местах контакта. Этот способ сварки применим к некоторым металлам.

— Сварка инверторными устройствами с минимальными силовыми токами, которые действуют не постоянно, а импульсно.

Далее рассмотрим некоторые технологии отдельно, но подробно опишем второй вариант. Первый вариант тоже популярен и может применяться в домашних условиях.

Имеются и другие способы холодной сварки, в которых не применяются клеи, но при грамотном подходе создаются прочные соединения. Они приемлемы только для металлических поверхностей и требуют работы специалистов, а также использования оборудования.

Холодная сварка метод соединения

Холодная сварка основана на применении пластической деформации, с помощью которой разрушают на свариваемых поверхностях хрупкую пленку окислов – основное препятствие для соединения металлов.

Образование цельнометаллического соединения возникает за счет возникновения металлических связей соединяемых металлов. Эти связи появляются 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 чистота процесса.

Холодной сваркой свариваются металлы, имеющие высокие пластические свойства: алюминий и его сплавы, медь и ее сплавы, кадмий, никель, свинец, олово, цинк, титан, серебро и др. Этот способ применяется при сварке разнородных металлов, например меди с алюминием.

Поверхности, подлежащие сварке, должны быть хорошо 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 следует 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 готовить к сварке при помощи 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, сильно уменьшает прочность сварного соединения).

Холодная сварка внахлестку

Этот способ холодной сварки схож с контактной точечной сваркой. 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 этого 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

Данный способ сварки позволяет избавиться от основных недостатков, 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 использовать 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

1-Свариваемые детали; 2-прижим; 3-пуансон; 4-основание

Этот способ сварки используют 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.

Сварка выполняется на любых механических, пневматических или гидравлических прессах, создающих нужное давление. Рабочие части пресса – пуансоны, зажимные плиты, направляющие и фиксирующие детали – изготовляют применительно к свариваемым деталям. Пуансоны используют разнообразной 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	—

Холодная сварка склеиванием

Холодная сварка — это специальный инструмент, который не сваривает элементы, а склеивает их, не нарушая структуру, не деформируя кромки, не нагревая их. Это название было получено благодаря надежной фиксации, а также благодаря созданию сварных швов, похожих на сварные швы.