Холодная сварка для высоких температур. Высокотемпературная холодная сварка для металла: особенности, виды и применение

Одними из самых качественных производителей холодной сварки за рубежом считаются фирмы ABRO и Hi-Gear. Потому опытные специалисты советуют покупать клей именно этих марок. Что касается отечественного производства, можно также выделить два состава, «Алмаз» и «Полимер».

Как выбрать холодную сварку

Существует несколько видов состава. Поэтому качество соединения напрямую будет зависеть от правильности выбора клея. Можно выделить 4 основных вида холодной сварки.

1. Для металлических деталей. Такой клей отлично походит для самых разных видов металла и в своем составе имеет металлический наполнитель.
2. Для автомобильного ремонта. Он имеет схожесть с первым видом, но состав клея включает в себя дополнительные компоненты для работы именно с автомобильными деталями.
3. Универсальная сварка. Этот вид клея предназначен для соединения различного рода материалов, а именно дерева, металла или полимеров.
4. Холодный клей для подводной сварки. Чаще всего он используется для соединения трубных конструкций.

Специалисты не рекомендуют использовать сварку, предназначенную, к примеру, для подводного соединения, для склейки автомобильных деталей, так как качество и надежность такой стыковки будут находиться на нулевом уровне.

Заключение

Холодный клей – достаточно простой способ добиться хорошего уровня стыковки. Все будет зависеть от правильного подбора клея под определенный вид материала и от подготовительных работ, которые стоит в обязательном порядке провести перед началом сварки.

Какую температуру выдерживает холодная сварка в зависимости от марки и особенностей применения?

Холодная сварка применяется во многих случаях при ремонте металлических и неметаллических изделий и деталей. Многие из ремонтируемых с помощью холодной сварки металлических деталей работают при повышенной температуре. Поэтому одной из важных характеристик любой марки является ее максимальная рабочая температура.

Общие условия использования

Характеристики марок холодной сварки, приведенные в их документации, будут выполняться только в том случае, когда соблюдается технология нанесения холодной сварки и основные условия ее применения, которые обычно приведены в инструкции по использованию.

В частности, для соединения двух деталей необходимо:

• зачистить поверхности соединяемых деталей;
• обезжирить поверхности с помощью ацетона или другого растворителя;
• отрезать от двухкомпонентного бруска необходимый для использования кусок;
• размять сварку до получения пластичной массы;
• нанести состав на поверхности и соединить их;
• оставить соединение неподвижным до полного затвердения;
• после полного отвердевания обработать шов наждачной бумагой и окрасить.

При применении холодной сварки надо учитывать, что подготовленная масса начинает быстро отвердевать, поэтому работу с составом необходимо производить очень быстро. Если требуется произвести ремонт в большом объеме, то сварку лучше готовить небольшими частями, так как, в противном случае, она затвердеет и не будет годна к работе.

Для улучшения свойств холодной сварки в ее состав вводят наполнитель. Тип такого наполнителя зависит от того материала, на сварку которого рассчитана данная марка. Например, для сварки стали в качестве наполнителя используется железный порошок, а для сварки алюминия – пудра из алюминия. Поэтому для качественного соединения деталей необходимо подбирать соответствующую марку.

Недостатки

К недостаткам холодной сварки необходимо отнести:

• малая прочность на разрыв, что не позволяет использовать эту сварку в ответственных соединениях;
• неэстетичный вид шва, что требует его последующей обработки;
• невозможность применения в капитальных работах.

Типы холодной сварки по температуре применения

По температуре применения марки холодной сварки можно разделить на два типа – общего назначения и термостойкие.

При ремонте автомобиля часто требуется восстановить структуру металла. Это могут быть трещины, скол, износ из-за трения, раковины. Если восстанавливать металл с помощью обычной сварки, то это потребует демонтажа деталей, наличия сварочного аппарата, соответствующих условий, опыта сварщика. Во многих случаях задачи ремонта решаются с помощью холодной сварки.

Средства холодной сварки общего назначения хотя и являются более универсальными, но они не учитывают температурного режима работы деталей.

В автомобиле существует большое количество систем, работающих при повышенных температурах. Такие температуры присутствуют не только в глушителях и выхлопных коллекторах, но в двигателе, в масляной и охлаждающей системах, системе торможения, а также в некоторых электрических частях автомобиля.

Для рабочих температур свыше + 200 °С в автомобилях рекомендуется применять составы высокотемпературной холодной сварки.

Стойкость к действию температуры

В процессе применения холодной сварки для различных случаев ремонта требуется знание допустимой рабочей температуры этого средства.

Обычные марки сварки имеют максимальную температуру порядка +(260…275) °С. Для специальных случаев промышленность выпускает термостойкую сварку, допустимая температура которой достигает + 900°С и даже +1316 °С.

В таблице приведены максимальные температуры для некоторых видов и особенности их характеристик.

Для увеличения рабочей температуры в состав добавляются различные добавки.

Например, термостойкая сварка «Термо» в своем составе содержит металлосиликатную композицию с повышенной вязкостью. С помощью марки такого состава, армированного стекловолокном, можно устранять дефекты (трещины, сколы) на деталях из стали, чугуна, титана и других жаропрочных сплавов, а также на керамике и теплоизоляционных материалах. Такая сварка может быть использована для ремонта без демонтажа прогоревших глушителей и систем выпуска газа автомобиля. Кроме высокой термостойкости, сварка «Термо» может выдерживать вибрации и механические нагрузки.

характеристики, условия и особенности применения

Холодная сварка – это способ соединения металлических деталей без применения температурного воздействия. Склеивание происходит за счет пластичной деформации сварочной массы и ее проникновения в сварочные поверхности.

Этот способ широко применяют автолюбители и сантехники – холодная сварка металла широкодоступна и не требует специальной подготовки и сложного оборудования.

Характеристики и состав холодной сварки

Состав холодной сварки может быть однокомпонентным или двухкомпонентным, это по сути клей для металлов. В состав входят:

• Эпоксидные смолы составляют основу и отвечают за пластичность и однородность состава.
• Металлический компонент используется в качестве наполнителя.
• Добавочные вещества: сера и другие компоненты.

В целом она представляет собой полимерный состав, который обладает склеивающими свойствами только при деформации небольшом нагревании. Прочность холодной сварки зависит как от качества состава, так и (даже в большей степени) от правильности применения клея и подготовки поверхности.

В идеальных условиях место соединения может быть прочнее основного металла, но на практике шов после такого ремонта будет на порядок менее прочным, чем при традиционной сварке.

Поэтому применять ее стоит лишь для небольшого ремонта.

Собираетесь самостоятельно проложить пластиковые водопроводные или отопительные трубы? Для того чтоб избежать протекания соединений в будущем, советуем выбрать качественный сварочный аппарат для полипропиленовых труб и проводить роботы в соответствии с технологией.

В некоторых современных сварочных аппаратах используются не электроды и специальная проволока. Здесь описаны разные виды и применение проволоки для газовой сварки.

Температурные характеристики

Какую температуру выдерживает холодная сварка, зависит от состава. На упаковке обычно указаны все параметры, при соблюдении которых шов будет сохранять прочность.

Максимальная температура большинства недорогих составов равна 260 градусов Цельсия или чуть больше. Но стоит понимать, что максимальная прочность достигается только при правильном применении технологии.

Поэтому составы с небольшой максимальной температурой следует применять для ремонта деталей, которые будут эксплуатироваться в нормальных температурных условиях.

На рынке есть составы, выдерживающие на порядок более высокую температуру – это высокотемпературная холодная сварка.

Этот клей сохраняет свои свойства при температуре до 1316 градусов Цельсия, он подходит для соединения поверхностей, постоянно подвергающихся сильному нагреванию, когда использовать традиционную сварку затруднительно.

Виды холодной сварки

На рынке есть клей отечественного и иностранного производства, как и для большинства товаров, отечественные марки предлагают более доступную цену но более низкое качество.

Поэтому при наличии возможности лучше покупать состав от известного зарубежного производителя: ABRO или Hi-Gear. Их отечественных производителей хорошо себя зарекомендовали составы Алмаз, Полимет.

Виды холодной сварки по консистенции и составу клея:

• Жидкие. Это двухкомпонентные составы, основная масса смешивается перед применением с отвердителем.
• Пластилинообразные, на вид практически неотличимы от детского пластилина. Представляют собой однослойный или двухслойный брусок, в последнем случае перед применением масса перемешивается.

А вы знаете, что такое сварка полуавтомат? Читайте о технологии и режимах проведения таких сварочных работ.

Если же нужно чтоб места соединения металлов были незаметными, рекомендуем использовать точечную сварку. Узнайте из этой статьи, о технологии точечной сварки.

Плазменная сварка нуждается в постоянном охлаждении во время работы. Тут описано как правильно проводится плазменная сварка на воде.

Какая холодная сварка лучше, зависит от состава, поэтому выбирать следует по производителю и назначению состава. Как правило, в линейке одного производителя есть составы для разных целей:

• Универсальные. Предназначены для работы с разными материалами: деревом, металлом, полимерами – наименее прочные.
• Для металла. Такие составы содержат металлический наполнитель и хорошо справляются со сваркой большинства металлов.
• Для ремонта автомобиля. Это также состав для работы с металлом, но подобранный специально для сварки автомобильных деталей.
• Также есть составы для сварки под водой и в других сложных условиях.

Ни в коем случае не стоит применять состав, предназначенный для работы с другим материалом, прочность соединения будет нулевой: ее обеспечивает наполнитель, который, если Вы собираетесь работать с металлом, должен быть металлическим.

Поэтому обязательно читайте состав и инструкцию, холодная сварка алюминия составом для дерева будет абсолютно неэффективной.

Также при выборе обращайте внимание на температурный режим, при котором шов будет сохранять прочность – чем выше максимальная температура, тем лучше. Высокотемпературные составы намного прочнее обычных при любых условиях эксплуатации.

Способы применения холодной сварки

Одна из причин популярности клея для металла в том, что применение холодной сварки не требует сложного оборудования и специальных навыков, достаточно просто следовать инструкции.

Перед тем, как работать с холодной сваркой, приготовьте все необходимое:

1. Сварочный состав;
2. Ацетон;
3. Наждачная бумага;
4. Зажимы (при необходимости).

На смену старым защитным сварочным маскам с темным стеклом пришли изделия, оснащенные автоматически темнеющим стеклом. Читайте обо всех преимуществах применения сварочных масок хамелеон для защиты глаз.

Для домашнего использования не нужны громоздкие профессиональные сварочные аппараты. Достаточно компактного инверторного сварочного аппарата для дома, читайте детальнее о таких аппаратах по ссылке.

Если такой аппарат вам не подходит, читайте на этой странице о других моделях современных сварочных аппаратов.

Применять клей довольно просто:

• Подготовьте склеиваемые поверхности, зачистив их наждачкой и обработав ацетоном. От качества проведения подготовительной работы во многом зависит прочность соединения, поэтому экономить время и силы не стоит.
• Перед нанесением клея поверхность должна быть идеально сухой, чем более шероховатой она будет, тем лучше схватится клей.
• Большинство составов хорошо прилипают к рукам, а это нежелательно, так как нарушает пропорции разных компонентов клея. Поэтому перед применением лучше немного смочить руки водой.
• Если состав двухкомпонентный, его необходимо смешать. Твердые составы смешиваются как пластилин, разминанием, жидкие просто смешиваются в указанных на упаковке пропорциях, их соблюдать обязательно, иначе состав потеряет свои рабочие качества. При смешивании он немного нагревается, это нормально.
• Смесь сохраняется в рабочем состоянии до трех минут. Поэтому наносить клей нужно быстро.
• Если склеиваются две поверхности, их необходимо с помощью зажимов надежно зафиксировать их.
• После указанного в инструкции времени состав полностью затвердевает, отремонтированную поверхность можно зашпаклевать и закрасить. Сколько сохнет холодная сварка, зависит от состава, обычно – от часа до 8 часов.

В инструкции к любому составу написано, как пользоваться холодной сваркой конкретной марки, рекомендации производителя лучше не нарушать, иначе прочность шва будет минимальной.

Советы по применению холодной сварки

Чаще всего холодная сварка применяется для ремонта автомобиля и проборов отопления, но у каждого применения клея есть свои тонкости: ремонт бензобака холодной сваркой – хорошее решение продлить ему жизнь без дорогостоящей замены.

Перед началом работы нужно обеспечить удобный доступ к поврежденному участку. Есть простой метод облегчить себе задачу, если отверстие небольшое: довести его с помощью отвертки до круглой формы, завинтить подходящий по диаметру болт и закрепить его таким способом.

Холодная сварка для радиатора автомобиля – еще один популярный способ применения таких составов. Определить, где радиатор имеет повреждения, можно, продув его под водой с помощью компрессора, место появления пузырьков будет указывать на место повреждения.

Следует учитывать, что данный метод в данном случае будет лишь временным решением – длительной эксплуатации отремонтированный таким образом радиатор не выдерживает.

Можно ли холодной сваркой заварить глушитель, зависит от того, какую температуру выдерживает состав. Обязательно берите высокотемпературную модификацию, перед склеиванием поверхность обязательно нужно хорошо зачистить и подготовить, в этом случае глушитель прослужит после ремонта достаточно долго.

Холодная сварка для батарей отопления должна быть очень качественной – слишком велика стоимость ремонта в случае, если шов не выдержит. Поэтому лучше брать составы, выдерживающие высокую температуру, и только составы, предназначенные для постоянного контакта с водой.

Если повреждение небольшое, этот метод решит проблему, при отверстии большого размера это будет лишь временным решением. Для серьезного ремонта металлических изделий лучше использовать сварочный инвертор или полуавтомат.

Холодная сварка может быть хорошим способом провести ремонт металлических деталей. Но всегда следует на первое место ставить безопасность, поэтому использовать клей для ремонта ключевых узлов, на которые приходится большая нагрузка, не стоит.

То, как работает данный метод – это всего лишь склеивание двух поверхностей, такой шов не слишком хорошо выдерживает усилие на отрыв. Поэтому для ремонта важных деталей больше подходит традиционная сварка или замена детали.

Читайте также:

• Лазерная сварка При сваривании металлической поверхности с помощью лазерной сварки весь процесс осуществляется лазерным лучом, который генерируется квантовым […]
• Сварка под флюсом Сварочные работы под слоем флюса — качественный метод соединения двух металлов посредством электродуговой сварки, когда ванна расплава — сварочная […]

Холодная сварка металла- как пользоваться — самая полная инструкция в википедии строительного инструмента

Холодная сварка появилась на прилавках относительно недавно. Однако найти массовое применение у неё получилось довольно быстро. Она представляет собой клей, который позволяет соединять металлические детали, при этом получая шов очень похожий на сварочный. Этот способ скрепления очень дешевый и не требует больших знаний в технической области.

Как пользоваться холодной сваркой

Метод холодной сварки применяют в следующих случаях:

• При незначительной деформации металлической конструкции в районе шва.
• Соединение простых металлических элементов.
• Скрепление двух деталей из разных металлов.

В этих трёх случаях лучше не использовать традиционные методы. Ведь можно скрепить конструкцию клеем. При помощи этого способа можно получить очень прочную конструкцию. Которая не будет разрушена под воздействием механических нагрузок. Поэтому холодная сварка для металла используется в ремонте автомобилей, сантехнического оборудования и бытовой техники.

Универсальный клей для металла

Преимущества и недостатки холодной сварки

Этот метод соединения имеет массу положительных сторон:

• Высокая прочность скрепления.
• Способность выдерживать серьёзные механические нагрузки.
• Универсальность.
• Процедура склеивания производится очень быстро.
• Клей для холодной сварки стоит недорого и его можно приобрести в любом строительном магазине.
• При работе не выделяется никаких отходов и вредных для человека веществ.

Существует и ряд серьёзных недостатков:

• Прочность шва будет намного слабее чем при обычной сварке.
• Благодаря холодной сварке очень трудно и неэффективно устранять серьёзные дефекты.
• После работы обязательно нужно зачистить и отшлифовать шов, иначе качество скрепления сильно ухудшиться.
• Двухкомпонентные составы необходимо смешивать перед проведением работ.

Клей для металла

Инструкция по применению холодной сварки

Процедура ремонта или скрепления металлических предметов клеем состоит из нескольких этапов:

• Ищем повреждение или место скрепления. Если повреждена деталь механизма, то лучше провести её демонтаж. Делается это для простоты проведения ремонтных работ.
• Зачищаем его и удаляем жир при помощи растворителей или спирта.
• Подготавливаем клей к работе. Если клей состоит из двух тюбиков то необходимо их смешать в отдельной посуде. Если тюбик только один, то смешивать ничего не нужно, оно произойдёт автоматически.
• Наносим массу на место работы и плотно прижимаем. Для повышения прочности стоит использовать металлическую заплатку.
• Проведите финальную шлифовку.

Высокотемпературный клеевой состав

Данный вид соеденения способен выдерживать экстремально высокие температуры (выше 1000 градусов по Цельсию). Этот вид клея применяют для починки или соединения деталей, которые находятся под воздействием высоких температур. Его очень часто используют для ремонта выпускных коллекторов, выхлопных труб и других  частей автомобиля. Высокотемпературный состав имеет массу преймуществ:

• Простота в эксплуатации.
• Швы не разрушается в процессе коррозии. Также на них не воздействуют различные агрессивные вещества.
• Быстро схватывается.
• Может применять в подвижных механизмах.
• Безопасность для окружающей среды

Клей для пластика

Клей для пластика

Клей для скрепления изделий из пластика используется довольно часто. Его применяют для починки пластиковых изделий, например сантехнических труб, или корпусов изготовленных из пластика.

Клей для резины

Используется для соединения мягкой и жёсткой резины. Применяется при строительных или ремонтных работах, например при склеивании линолеума.

Виды холодной сварки

Исходя из спецификации соединительного шва и рабочей поверхности есть несколько разновидностей клеевых составов для холодной сварки:

• Точечная. Используется для изделий требующих точного ремонта.
• Шовная. Используется для создания корпусов. Часто используется в промышленных производствах.
• Стыковая. Применяется для скрепления различных предметов, например проводов.
• Тавровая.
• Скрепление со сдвигом. Изготавливается для ремонта труб и других сантехнических принадлежностей.

Клеевые составы имеют различные формы:

• Пластилинообразная форма. Клеевой состав изготовленный в виде бруска. Перед работой его необходимо размягчить.
• Жидкая сварка для металла. Перед нанесением необходимо смешать содержимое двух тюбиков.

Холодная сварка применяется в различных целях. А значит может выполнять разнообразные функции:

• Водостойкие составы. Предназначены для изделий, которые непосредственно контактируют с жидкостями. Такие составы используют для ремонта сантехники.
• Клеевые составы для ремонта автомобилей. Спокойно выдерживают высокие температуры и могут использовать в подвижных деталей.
• Клеевые составы предназначенные для работы с металлическими изделиями.
• Универсальная.
• Высокотемпературная.

Она может быть однокомпонентной или двухкомпонентной. Компоненты могут быть изготовлены в форме пластилина или пасты.

Состав клеевых масс для ремонта изделий

Основными элементами для производства холодной сварки выступают:

• Эпоксидная смола. Она является основой всего состава. Эпоксидная смола отличается превосходными соединяющими свойствами. Благодаря этому она нашла широкое применение в современной промышленности
• Наполнитель. Усиливает плотность скрепления деталей, а также делает состав устойчивым к высоким температурам. Он может быть изготовлен как из металла, так и из других минеральных компонентов. Наполнитель может быть изготовлен в виде пудры или с использованием оксидных и диоксидных добавок.
• Дополнительные компоненты (добавки). Они зависят от типа холодной сварки и сферы её применения.

Свойства холодной сварки подробно описаны в инструкции по её применению.

холодная сварка

Использование холодной сварки

Холодная сварка применяется для ремонта различных изделий:

• Деталей из металла. При этом проводить работу можно даже с предметами находящимися под действием электрического тока или погружёнными в жидкость.
• Различных видов пластиков и пластмасс (за исключением полиэтилена).
• Изделий из стекла и керамики. При склеивании образуется довольно прочная связь между частями. Часто клеевые составы используют для восстановления разбитых изделий из глины, например ваз или горшков.
• Для линолеума и ковролина.

Клей используется используется в различных сферах:

• Сантехника. При помощи холодной сварки можно легко устранить протечку трубы, батареи или сантехнического смесителя. При этом можно чинить как металлические, так и пластиковые детали. При помощи использования можно самостоятельно устранить проблему и не прибегать к помощи профессионального сантехника.
• Ремонт автомобилей. При поломке деталей не обязательно заменять их или обращаться в автосервис. Ведь есть возможность провести все работы своими силами. При этом нужно воспользоваться простым клеем для ремонта металлических изделий. С помощью этого метода можно заделать дыру в бензобаке или починить выпускной коллектор.

Клеевые герметики

Герметики — вещества не допускающие проток жидкости. Используются в сантехнике для заделывания дыр в трубах. Они подходят для работы с вертикальными поверхностями и при достаточно высоких температурах в несколько сотен градусов. Правда время затвердевания для таких составов довольно долгое. Примерно 1-3 суток.

Как провести ремонт

Соединить детали при помощи холодной сварки очень просто:

• Провести подготовку поверхности. Сделать это нужно при помощи наждачной бумаги. Необходимо оставить царапины на обрабатываемой поверхности, это нужно для того чтобы клей проник в структуру металла. Чем глубже будут царапины, тем прочнее будет шов.
• Производиться просушивание изделия. Это делается для устранения нежелательных жидкостей и повышении прочности крепления.
• Проводиться обезжиривание рабочей поверхности. Ведь жировые пятна сильно снизят эффективность холодной сварки. Убрать жир можно при помощи ацетона.
• Производится перемешивания компонентов клея до однородной массы.
• Затем клеевая масса аккуратно наносится на изделие. Сделать это нужно очень быстро, ведь клеевая масса застывает всего за несколько минут. Если отверстие очень большое, то необходимо заделывать его при помощи металлической пластинки (заплатки), она прикрепляется к изделию при помощи холодной сварки.

Использование холодной сварки для ремонта автомобилей

Для ремонта автомобилей подойдёт почти любой клей, особенно если он выдерживает высокие температуры. Желательно использовать клей с наполнителем из металлической крошки. Если наполнитель отсутствует, то нужно сделать его самостоятельно, добавив в него металлическую пудру.

Важные советы

Перед работой обязательно прочтите инструкцию, которая прилагается к изделию. Там указывается важная информация относительно состава и способа применения. Перед работой обязательно подготовьте изделие, от этого напрямую зависит качество шва. В подготовительный этап входит: зачистка при помощи наждачной бумаги, удаление грязи, избавление от ржавчины. По прошествии некоторого времени можно спокойно эксплуатировать деталь. Выбирать холодную сварку необходимо исходя из условий использования и целей приобретения. Лучше отдавать предпочтение известным брендам, ведь в качестве их продукции не приходится сомневаться.

При покупке обязательно смотрите на следующие вещи:

• Особенности добавок и их состав. Выбирайте наполнитель изготовленный из прочного металла. Материал наполнителя должен быть прочнее чем материал детали
• Высокотемпературные составы наиболее надёжные. Поэтому лучше покупать именно их.
• Обращайте пристальное внимание на время затвердевания. Лучше брать быстрозастывающие холодные сварки.

Качественный ремонт изделия производится очень просто. Нужно лишь подобрать правильные материалы и оборудование.

Лучшие производители холодной сварки

Большинство составов для сварки металла — это импортная продукция. Импортный сектор представлен такими моделями как: Hi-Gear, Abro, Poxipol. Однако в продаже имеется и отечественная продукция. В основном это торговые марки «Полимет» или Henkel.

Самыми популярными являются следующие составы:

Abro Steel

Abro Steel

Двухкомпонентный гель американского производства.

Устойчив к агрессивному воздействию внешней среды и выдерживает температуру вплоть до +250 градусов.

HiGeer

HiGeer

Изделия Hi-Geer широко используются для многих материалов.

Продукция обеспечивает соединение изделий из камня, дерева и пластика. Продукция обладает невысокой ценой и обладает устойчивостью ко многим негативным факторам.  

Клей момент

Клей Момент

Используется для фиксации металлических изделий. Выдерживает довольно высокую температуру в 140 градусов. Отличный продукт подходящий для бытовых нужд.

Wurth Liuguid Metal Fe 1

Wurth Liuguid Metal Fe 1

Холодная сварка производимая в Германии.

Изготавливается для работы с изделиями из металла и керамики. Материал не токсичен, выдерживает температуру в 120 градусов и отлично подходит для заделывания трещин в посуде или сантехническом оборудовании.

Summary

Article Name

Холодная сварка металла

Description

Холодная сварка металла — как пользоваться — самая полная инструкция по применению. ✅Преимущества и недостатки ➜— ✅Инструкция по применению ➜— ✅Лучшие производители

Author

Сарычев Александр Викторович — судебный строительно-технический эксперт, кандидат технических наук

Publisher Name

Википедия строительного инструмента

Publisher Logo

Что такое холодная сварка? | Металлические супермаркеты

Хотя сварка часто ассоциируется с горячими оранжевыми искрами и расплавленным металлом, существует несколько процессов сварки, которые не подходят для этого визуального представления. Один из самых известных сварочных процессов — это холодная сварка. Он используется на промышленном уровне почти столетие и имеет ряд преимуществ, которыми не обладают другие сварочные процессы.

Что такое холодная сварка?

Холодная сварка — это процесс сварки в твердом состоянии, при котором для соединения двух или более металлов вместе требуется небольшое количество тепла или не требуется его вообще.Вместо этого энергия, используемая для соединения материалов, приходит в виде давления. Во время процесса холодной сварки металл не разжижается и даже не нагревается в значительной степени.

Как работает холодная сварка?

Причина, по которой холодная сварка может соединить два металла без нагрева, заключается в удалении оксидных слоев на поверхностях соединяемых материалов.

Почти все металлы в нормальных условиях имеют некоторый оксидный слой на себе, даже если он может быть невидим невооруженным глазом.Эти оксиды металлов образуют барьер, который не позволяет атомам металлов на материалах сжиматься и связываться друг с другом. Однако после удаления оксидного слоя атомы металла могут соединяться друг с другом под достаточным давлением.

Для удаления оксидного слоя используются различные механические и химические методы. Для очистки поверхности металлов от оксидов используются проволочная щетка, обезжиривание и другие методы. Металлы также должны быть несколько пластичными. Затем используется промышленное оборудование для создания значительного давления, необходимого для создания металлургических связей.

Для чего используется холодная сварка?

Один из самых популярных способов холодной сварки — соединение разнородных металлов. Это связано с тем, что при плавлении разнородных металлов они плохо соединяются. Это может привести к тому, что металлы не соединятся вместе, или к слабым сварным швам или сварным швам с трещинами. Холодная сварка позволяет избежать этой проблемы, поскольку она основана исключительно на атомных связях, образованных свободными электронами.

Обычно для создания стыковых соединений или соединений внахлест используется холодная сварка.Отрасли включают аэрокосмическую, автомобильную, сложные производственные приложения и лабораторные эксперименты, часто использующие холодную сварку. Он также часто используется для соединения проводов между собой.

Какие металлы можно сваривать холодным способом?

Поскольку обычно требуются пластичные материалы, металлы, которые обычно подвергаются холодной сварке, включают:

Металлы, содержащие углерод, нельзя соединять холодной сваркой.

Каковы преимущества и недостатки холодной сварки?

Одним из самых больших преимуществ холодной сварки является отсутствие зоны термического влияния.Это снижает риск негативных химических и механических изменений основного материала в процессе сварки. Еще одно ключевое преимущество — это возможность соединять разнородные металлы, как упоминалось выше. Кроме того, при правильном выполнении холодной сварки получается сварной шов, по крайней мере такой же прочный, как и самый слабый основной материал.

Основным недостатком использования холодной сварки является то, что материалы должны быть чрезвычайно чистыми и не содержать оксидов для получения удовлетворительного сварного шва. Это может быть сложно сделать, а также может быть дорогостоящим и трудным для реализации в сценарии большого объема.Поскольку по крайней мере один из металлов должен быть пластичным, холодная сварка также ограничивается тем, какие сплавы могут быть соединены вместе.

В Metal Supermarkets мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных областей применения. В нашем ассортименте: нержавеющая сталь, легированная сталь, оцинкованная сталь, инструментальная сталь, алюминий, латунь, бронза и медь.

Наша горячекатаная и холоднокатаная сталь доступна в широком диапазоне форм, включая пруток, трубы, листы и пластины. Мы можем разрезать металл в соответствии с вашими требованиями.

Посетите одно из более чем 100 наших офисов в Северной Америке сегодня.

Холодная сварка: соединение металлов без нагрева

Когда вы думаете о процедуре сварки, первое, что приходит на ум, это, вероятно, использование тепла. Такие методы, как дуговая сварка, сварка трением, ультразвуковая сварка и лазерная сварка, так или иначе связаны с нагревом. Фактически, тепло 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 широко 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.

Тепловая сварка эффективно делает детали достаточно пластичными, так что может происходить диффузия атомов либо между двумя деталями, либо с другой средой посередине.Традиционно это делается путем нагревания, но есть и другие способы заставить атомы рассеяться.

Холодная сварка (также известная как сварка холодным давлением и контактная сварка) использует давление в условиях вакуума вместо нагрева для соединения двух материалов с помощью 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 основных 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.

Это в основном 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 при нормальных условиях имеют 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.

Обычно это 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.

Наиболее распространенные соединения, которые возможны при холодной сварке:

При стыковом соединении удаление барьерного слоя металла не требуется, поскольку пластическая деформация, возникающая в процессе соединения, автоматически разрушает барьер. Этот вид 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).

Соединения внахлестку, с другой стороны, действительно 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.

Холодная сварка была впервые 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 у исходных свинцовых шаров.

Холодная сварка полезна, но далеко не без ее ограничений — как и любой другой вид сварки.

Очень трудно добиться идеальной холодной сварки. 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 сварка. Идеально ровная и гладкая поверхность не всегда возможна, особенно в микро- и наномасштабе.

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

Металлы, содержащие углерод, обычно не подвергаются холодной сварке.

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 может также 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.

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.

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 сварную 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, медь и алюминий.

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.

Сварочные машины под давлением — Что такое сварка под давлением?

Сварка холодным давлением — это разновидность твердофазной сварки, которая уникальна тем, что выполняется при температуре окружающей среды.(Другие формы твердофазной сварки проводят при повышенных температурах, но, хотя эти температуры высоки, материал не расплавлен, а просто более пластичен.)

Еще в 3000 году до нашей эры египтяне изготавливали железо, молотя металлическую губку, чтобы сварить раскаленные частицы вместе. Кузнецы также веками сваривали кованое железо. Этот вид сварки всегда проводился при высоких температурах.

Первый известный в Великобритании пример сварки молотком при температуре окружающей среды (следовательно, настоящая холодная сварка давлением) восходит к эпохе поздней бронзы, около 700 г. до н.э.В качестве материала использовалось золото, и при раскопках были обнаружены золотые шкатулки, сделанные этим способом.

Открытие сварки под давлением

Первое научное наблюдение за сваркой под давлением было сделано в 1724 году преподобным Дж. И. Дезагюлье. Он продемонстрировал это явление Королевскому обществу, а затем опубликовал подробности в научных журналах того времени. Преподобный Дезагюлье обнаружил, что если он возьмет два свинцовых шара диаметром около 25 мм каждый, сожмет их и скрутит, то эти две части соединятся.Прочность соединения измерялась на безменом автомобиле, и, хотя результаты были нестабильными, были получены хорошие связи, причем некоторые из них были такими же прочными, как и исходный материал.

После открытия преподобным Дезагюлье в 18 веке кажется, что до Второй мировой войны мало что произошло. Это ускорило развитие, особенно в Германии, где элементы охладителя из легких сплавов для самолетов сваривались под давлением, хотя понятно, что эта сварка выполнялась при повышенных температурах.

Сварка холодным давлением, увиденная впервые, может показаться почти волшебным процессом. Люди, незнакомые с этим, часто неохотно принимают метод сварки, который не требует использования тепла или электричества и какой-либо формы флюса для выполнения соединений. После демонстрации они неизбежно спрашивают: «Как соединяются два куска металла?»

Существовало несколько объяснений фактического механизма, с помощью которого получается сварка под давлением в холодном состоянии. Например, предполагалось, что это происходит посредством перекристаллизации или с помощью энергетической гипотезы, но большинство объяснений были либо экспериментально опровергнуты, либо опровергнуты на теоретических основаниях.

В настоящее время принятая гипотеза, объясняющая наличие холодной сварки давлением, предполагает, что атомы металлов удерживаются вместе металлической «связью», названной так потому, что она свойственна металлическим веществам. Связь можно описать как «облако» свободных отрицательно заряженных атомов, образованное в единое целое в результате сил притяжения.

Создание сварного шва

Следовательно, если две металлические поверхности соединить вместе с разделением всего в несколько ангстрем (300 миллионов ангстрем на один сантиметр), может возникнуть взаимодействие между свободными электронами и ионизированными атомами.Это устранит потенциальный барьер, позволяя электронному облаку стать обычным явлением. Это, в свою очередь, приводит к соединению и, следовательно, сварному шву.

Более простой способ объяснить этот довольно удивительный процесс состоит в том, что если соединить две поверхности, обе анатомически чистые и анатомически плоские, если рассматривать их в атомном масштабе, то соединение будет равным таковому у исходного материала.

Ранние заявки

Однако на практике склеивание практически невозможно в большинстве условий из-за неровностей поверхности, загрязнения поверхности органическими веществами и химических пленок, таких как оксидные пленки.

Для достижения максимальной эффективности сварки любые загрязнения должны быть сведены к минимуму, а площадь контакта, площадь сварного шва, должна быть как можно большей.

В более ранних применениях стыковой сварки холодным давлением осадка и радиальное смещение поверхностей раздела выполнялись за один этап. У этой техники было несколько недостатков: необходимо было подрезать соединяемые концы; обе поверхности должны быть очищены от загрязнений; и количество материала, которое выступало из зажимной матрицы, было таким, что могли произойти изгиб и отсутствие соосности, тем самым нарушив правильный поток металла.

Принцип множественной высадки

Затем появилась система стыковой сварки, разработанная GEC, в которой используется так называемый «принцип множественной высадки». Когда материал вставляется в матрицу, каждый раз, когда машина активируется, материал захватывается матрицей и подается вперед.

Таким образом, две противоположные грани растягиваются и увеличиваются по всей своей площади поверхности, поскольку они прижимаются друг к другу. Оксид и другие поверхностные примеси вытесняются наружу из сердцевины материала, и возникает связь.Рекомендуется как минимум четыре осадки, чтобы гарантировать удаление всех примесей из поверхностей раздела.

Преимущества этого вида сварки очевидны на практике. Концы проволоки или прутка не требуют подготовки перед сваркой, а выравнивание двух торцевых концов происходит автоматически, когда материал помещается в матрицу. Нет никакого теплового режима, к которому нужно прийти; установка зазора не производится, так как он встроен в матрицу; и давление пружины не требуется. Любая из этих вещей, неправильно установленная на аппарате для контактной стыковой сварки, может привести к повреждению сварного шва.

Подходящие металлы

Сварка холодным давлением ограничивается цветными металлами или, в лучшем случае, мягким чугуном, не содержащим углерода. Большинство цветных металлов можно сваривать холодным способом, и хотя медь и алюминий являются наиболее распространенными, различные сплавы, такие как Aldrey, Triple E, Constantan, латунь 70/30, цинк, серебро и серебряные сплавы, никель, золото и многие другие, имеют хороший холод. свариваемость. Гальванические провода, включая луженую медь, посеребренные и никелированные, можно приваривать сами к себе или к простой меди.

Обычные методы соединения разнородных металлов, таких как медь и алюминий, а именно контактная сварка, сварка трением или пайка пламенем, приводят к быстрому разрушению соединения. Эта реакция в соединении медь / алюминий начинается, как только два металла соединяются вместе.

Проблема возникает из-за оксидов и воздушного пространства, которые остаются между границами раздела во время этих методов сварки, а не из-за различий между самими металлами.Однако при сварке под давлением в холодном состоянии эти оксиды и воздушные пространства выдавливаются в процессе сварки, и, поскольку нагрев не применяется, происходят только металлургические изменения, которые происходят при температуре окружающей среды.

Сварка холодным давлением обеспечивает наиболее удовлетворительный способ соединения меди с алюминием без образования хрупких интерметаллических соединений. Качество превосходное, так как получается деформированная структура, в отличие от литой, полученной при сварке плавлением. Также нет зоны термического влияния с неподходящими свойствами.

Для проверки прочности сварного шва большинство людей используют прибор для испытания на растяжение. Как вариант, вы можете провести тест на обратный изгиб. Однако самым строгим испытанием является прохождение сварного шва через несколько штампов в машине для волочения проволоки.

Роль плашек

Матрицы играют важную роль в процессе холодной стыковой сварки. Во-первых, они должны прочно захватывать материал, и поэтому внутренняя часть полости либо протравливается электрическим карандашом, либо, когда матрица используется для сварки больших кусков алюминия, следы захвата наносятся в полость перед матрицей. подвергается термообработке.

Зазор между двумя гранями или носиками матрицы также чрезвычайно важен. Если он будет слишком большим, материал просто свалится или отогнется. Этот размер учитывается при производстве и не может быть изменен.

Наконец, имеется смещение носиков штампа, в результате чего сварной шов выглядит вне линии по окружности материала. Цель смещения — разделить вспышку на две половины, чтобы ее было легко удалить: в противном случае вспышка, вероятно, останется в виде незакрепленного кольца вокруг материала, и ее придется срезать.Носики матрицы также должны быть достаточно острыми, чтобы практически устранить заусенец вокруг сварного шва, опять же, чтобы обеспечить легкое удаление всего заусенца.

Также наиболее важны твердость и состояние штампа. На заре холодной сварки поломка матрицы было очень распространенным явлением, и спустя долгое время после того, как машина была сконструирована для сварки 8-миллиметрового медного прутка, возникли проблемы с удержанием необходимых сил внутри матрицы такого размера.

PWM производит матрицы в соответствии с чрезвычайно высокими стандартами и допусками более 30 лет.По мере совершенствования технологии изготовления проволоки возрастает и потребность в точности. Непрерывная программа исследований и разработок PWM позволила ей производить матрицы, способные соединять очень тонкую проволоку. PWM была первой компанией за пределами США, которая разработала матрицу, которая может использоваться в обычных установках для холодной сварки для соединения проволоки диаметром до 0,08 мм (0,003145 дюйма). Индивидуально вручную в согласованных наборах с максимально возможными допусками квалифицированными мастерами, PWM. Стандартные матрицы теперь могут изготавливаться для проволоки сечением от 0 до 0,5 мм.08 (0,003145 дюйма) и 6,50 мм (0,256 дюйма). Также могут быть изготовлены матрицы для круглой или профильной проволоки и прутка в соответствии с требованиями заказчика.

PWM также могут изготавливаться для различных профилей, при условии, что профиль позволяет изготавливать матрицу из двух половин, что необходимо для удаления сварной проволоки, а площадь поперечного сечения находится в пределах допустимого диапазона. машина.

Также можно сваривать проволоку двух разных размеров. Как правило, больший диаметр не должен быть больше меньшего более чем на 30%.Если диаметр меди значительно меньше диаметра алюминия, медь просто врастет в алюминий, и сварка будет невозможна.

Что такое холодная сварка? (Преимущества, недостатки и применение)

Прежде чем холодная сварка сможет соединить два или более металлов вместе, необходимо удалить оксидные слои с поверхностей материалов. Большинство металлов (при нормальных условиях) имеют оксидный слой на поверхности, который образует барьер, препятствующий связыванию атомов металла.После удаления этого оксидного слоя металлы можно спрессовать вместе под высоким давлением, чтобы создать металлургические связи. Оксидный слой можно удалить с помощью металлической щетки, обезжиривания или других химических или механических методов.

После очистки металлы можно спрессовать друг с другом, но материалы должны быть пластичными и не должны подвергаться сильному упрочнению. В результате для холодной сварки часто предпочтительны более мягкие металлы.

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

Холодная сварка также может выполняться в наномасштабе, с демонстрациями, показывающими, что монокристаллические ультратонкие золотые нанопроволоки (с диаметром менее 10 нм) могут быть соединены за секунды посредством механического контакта.Результаты оказались почти идеальными, с той же ориентацией кристаллов, электропроводностью и прочностью, что и остальная нанопроволока. Такое высокое качество сварки обеспечивается наноразмерными размерами образца, механической поверхностной диффузией и ориентированными механизмами крепления. Холодная сварка в наномасштабе была продемонстрирована для соединения золота с серебром и серебра с серебром.

Объясняя, как работает холодная сварка, Ричард Фейнман в своих «Лекциях Фейнмана» отметил: «Причина такого неожиданного поведения в том, что, когда все контактирующие атомы имеют одинаковый вид, атомы не могут« знать » что они 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 в одной и той же части ».

Холодная сварка впервые была признана феноменом в 1940-х годах, но история методов холодной сварки уходит корнями далеко в прошлое.

Археологи нашли инструменты бронзового века, которые были соединены с помощью холодной сварки, но первый научный эксперимент по этому методу не проводился до 1724 года, когда преподобный Джон Теофил Дезагюльерс использовал два свинцовых шара, чтобы проверить концепцию, удерживая их вместе и скручивая, при этом Он заметил, что они держатся вместе.Дальнейшие испытания показали, что образовавшаяся связка имеет ту же прочность, что и основной металл.

Холодная сварка имеет ряд преимуществ по сравнению с другими сварочными процедурами, в том числе:

1. Без ЗТВ

Холодная сварка не создает зоны термического влияния (HAZ), что значительно снижает риск негативных химических или механических изменений соединяемых основных материалов.

2. Прочные, чистые сварные швы

Холодная сварка позволяет получить чистые сварные швы, прочность которых по крайней мере равна прочности самого слабого из основных материалов.В этом процессе сварки не образуются хрупкие интерметаллические соединения на стыках.

3. Соединение разнородных материалов

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

4. Сварка алюминия

Холодная сварка показывает свои преимущества не только при соединении меди с алюминием, но и при сварке алюминия серий 2ххх и 7ххх, что невозможно при использовании других методов сварки металлов.

Несмотря на то, что холодная сварка дает некоторые заметные преимущества, она также имеет ограничения. Эти недостатки в большинстве случаев затрудняют рассмотрение холодной сварки в качестве основного метода соединения. Однако, как показано выше, в некоторых случаях холодная сварка все же может быть полезной. К проблемам и проблемам холодной сварки относятся:

1. Чистота

Основная проблема холодной сварки заключается в том, что материалы должны быть чистыми и не содержать оксидов для получения удовлетворительного сварного шва.Этого может быть трудно достичь, а также дорого и сложно управлять в условиях крупносерийного производства.

2. Типы материалов

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

3. Форма материала

Неровности на металлических поверхностях могут затруднить их соединение, даже если были приняты все остальные меры.Холодная сварка требует, чтобы материалы имели правильную форму и не имели неровностей поверхности. Самая прочная холодная сварка достигается на плоских, ровных поверхностях.

Несмотря на все проблемы, которые ставит технология, холодная сварка находит широкое применение в различных отраслях промышленности.

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

Холодная сварка также хороша для соединения разнородных металлов, которые иначе трудно сваривать. Этот метод, особенно полезный для соединения меди и алюминия вместе, также позволяет соединять вместе сварку алюминия серий 2ххх и 7ххх.

Холодная сварка, используемая в таких отраслях, как авиакосмическая и автомобильная, часто применяется для стыковых соединений или соединений внахлест.

Какие металлы можно сваривать холодным способом?

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

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

Металлы, содержащие углерод, нельзя сваривать холодным способом.

Насколько сильна холодная сварка?

Холодная сварка может обеспечить такое же прочное соединение, как и сами исходные материалы, при правильных условиях. Как упоминалось выше, это означает, что металлы должны быть пластичными, очищенными от оксидов на поверхности и в идеале иметь правильную форму. Материалы не могут быть сильно закаленными или содержать углерод.

Несмотря на эти факторы, при холодной сварке можно получить одни из самых прочных сварных швов.

Холодная сварка постоянна?

Холодная сварка позволяет создавать прочные сварные швы при правильных условиях. Если все сделано правильно, то соединение может быть отменено только при повреждении заготовок. Однако, если холодная сварка не выполняется в правильных условиях, соединения могут выйти из строя.

Холодная сварка — это уникальная технология склеивания, позволяющая создавать очень прочные соединения без использования тепла.Он использовался с бронзового века, но по-настоящему научился понимать его только в 16 веке.

Несмотря на то, что с холодной сваркой возникают проблемы, при правильном выполнении она может связывать разнородные материалы и даже некоторые «несвариваемые» сорта алюминия. Холодная сварка, обычно используемая для соединения проволоки, также находит применение в таких отраслях, как авиакосмическая и автомобильная.

Связанные часто задаваемые вопросы (FAQ)

Что такое холодная сварка? — Штаб-квартира сварочного производства

Когда мы думаем или говорим о сварке, мы рассматриваем ее в одном аспекте с нагревом.Первое, что приходит на ум при обсуждении сварки, — это использование тепловой энергии для нагрева и сварки металлических предметов.

Большинство методов сварки работают путем нагрева металлов до их точки плавления, а затем их соединения вместе, чтобы создать сплав, который не только длится дольше, но и является более прочным и функциональным.

Все методы сварки, такие как сварка трением, дуговая сварка, лазерная сварка и ультразвуковая сварка, так или иначе связаны с нагревом. Тепло считается необходимым дополнением к процессу сварки и облегчает его отслеживание.

Однако то, что мы думаем о сварке и во что верим, далеко от истины. Холодная сварка — это очень популярный вид сварки, который работает без необходимости или без тепла.

Для упрощения процесса холодная сварка представляет собой довольно эффективную процедуру соединения двух металлов без использования тепловой или тепловой энергии. Для невооруженного, неподготовленного глаза вся эта процедура может показаться слишком невероятной, чтобы быть правдой.

Но холодная сварка — важная часть сварочной промышленности, и отрицать это невозможно.

Как соединить металлы без нагрева?

Чтобы понять, как металлы могут быть соединены вместе без нагрева, нам сначала нужно понять, как работает этот процесс, когда вы выполняете его с использованием тепловой энергии. Наличие тепла в процессе сварки помогает сделать металлические детали достаточно пластичными.

Когда детали становятся пластичными и гибкими, процесс сварки переходит к рассеиванию атомов. В процессе диффузии участвовали либо две детали, с которыми вы работаете, либо совершенно другая среда, помещенная между ними.

Однако, вопреки распространенному мнению, для выполнения сварочных работ на самом деле не требуется тепловая энергия. Холодная сварка с использованием энергии, генерируемой свободными ионами и электронами, является живым доказательством того, что сварка может выполняться без тепловой энергии.

Холодная сварка демонстрирует в реальном времени пример того, как сварка может выполняться без потребности в тепловой энергии. Холодная сварка, которая также широко известна как контактная сварка или сварка холодным давлением, использует давление для соединения и рассеивания атомов двух материалов вместе.

Этот процесс признан в науке и известен в научных кругах как твердотельная диффузия. С научной точки зрения возможно сварить два куска металла вместе, используя силы давления.

Когда вы прижимаете две металлические поверхности или материалы друг к другу, они обычно не свариваются. Независимо от силы, которую вы прикладываете к материалам, одно только давление не поможет в создании сварного шва.

Это препятствие особенно заметно из-за дополнительного оксидного слоя, присутствующего на поверхности обоих этих материалов.Этот оксидный слой работает как барьер, предотвращая соединение слоев друг с другом при приложении давления.

Так как сварка металлов наиболее распространена, возьмем их пример. Почти все металлы имеют дополнительный поверхностный оксидный слой на поверхности, который действует как своего рода барьер.

Поверхностный слой предотвращает сваривание металлов друг с другом просто за счет приложения силы или давления. Вы не можете сварить две части вместе, потому что поверхностный оксидный слой не позволяет обоим металлам диффундировать атомы друг с другом.

Холодная сварка рассматривает эту проблему и возможности сварки давлением в перспективе и подготавливает обе эти металлические поверхности к тому, что должно произойти. Процесс подготовки обширен и включает в себя очистку и чистку всех металлических поверхностей до такой степени, что удаляется самый верхний слой оксида.

Поскольку оксида больше нет, вы легко можете сваривать вещества, используя давление. Никакая тепловая энергия не требуется, и вы можете добавить совершенно новое определение сварки посредством холодной сварки.

Однако процесс очистки и нанесения кистью требует тщательного нанесения, чтобы на поверхности не оставались нетронутые кусочки. Процесс включает обезжиривание всех металлических поверхностей, участвующих в процессе.

После того, как обезжиривание закончено, вы тщательно очистите проволочной щеткой всю поверхность металлов.

После того, как вы добились желаемой чистоты обеих задействованных поверхностей, вы можете переходить к важнейшему процессу приложения давления. Помните, что не стоит торопиться с процессом, так как необходимо почистить и очистить поверхность со всеми необходимыми корректировками.

Переходя к этапу приложения давления, необходимо убедиться, что материалы прижаты друг к другу и к ним приложено нужное усилие. Величина силы не одинакова для всех металлов.

Разные материалы обладают разными свойствами, поэтому лучше всего понимать их сварочные свойства и сваривать их при высоких давлениях, которые им требуются.

Холодная сварка тоже имеет свои условия, которые также следует изучить, прежде чем начинать проект.Во-первых, холодная сварка работает только с материалами, которые не подвергались обширной процедуре закалки и являются пластичными по своей природе.

Этот процесс нельзя применять на объектах, которые подверглись серьезным процедурам упрочнения, а также на объектах, которые по своей природе являются пластичными.

Как только вы примените это условие, много материалов будет отрезано. Это в конечном итоге сузит список материалов, которые могут быть возможными кандидатами для процедуры холодной сварки.

Чтобы облегчить процесс принятия решений, холодная сварка должна стать вашим предпочтительным вариантом для сварки мягких металлов вместе.

Холодная сварка может использоваться для изготовления широкого спектра соединений, но наиболее распространенных соединений, которые могут быть выполнены с помощью этого процесса, включают:

В стыковых соединениях нет необходимости очищать поверхностный слой свариваемых металлов. В этом стыке вы можете легко разрушить дополнительный слой на поверхности благодаря приложенному к нему давлению.

Это сэкономит вам дополнительное время и усилия, которые вы в противном случае потратили бы на чистку и чистку щеткой.

Соединения внахлестку, с другой стороны, требуют специальной очистки и чистки поверхности щеткой, поскольку без очистки металлы не прилипают друг к другу. Эти стыки требуют от вас дополнительных усилий.

История холодной сварки

Холодная сварка может показаться вам относительно новой концепцией, но за ней стоит многовековая история. Экскаваторы, изучающие реликвии и отрывки из прошлого, обнаружили посуду, которая была сварена методом холодной сварки.

Некоторые из этих принадлежностей датируются бронзовым веком, что свидетельствует о том, насколько древна концепция холодной сварки.

В то время как холодная сварка практикуется гражданами мира с давних пор, первый научный эксперимент по этой технике был проведен преподобным Дж. И. Дезагюлье в 1724 году. Этот эксперимент был первым в своем роде и помог продвинуть дальнейшие исследования в в этом отношении.

Desaguliers проверил концепцию холодной сварки с использованием двух свинцовых шариков.Оба свинцовых шара имели одинаковый диаметр и за ними внимательно наблюдали.

Дезагюлье удерживал оба свинцовых шара вместе, а затем оказывал давление, скручивая их. Когда он это сделал, Дезагилье заметил, что шары слиплись.

Это было первое научное испытание такого рода, открывшее двери в науку о холодной сварке.

Дальнейшие испытания в этом отношении показали, что связь, образованная после приложения давления, имеет такую ​​же прочность, как и у основного металла.Следовательно, связь, образованная между свинцовыми шарами, имела ту же прочность, что и сами свинцовые шары.

Это доказало, что сварному шву можно доверять, и он не может внезапно развалиться.

Холодная сварка — интересный предмет науки, и многие начинающие ученые и исследователи пролили на него свет. Теперь у нас есть более дюжины теорий, стоящих за формированием этой связи.

Некоторые из этих теорий указывают на рекристаллизацию и фокусируются на ней, в то время как другие также основываются на энергетической гипотезе сварного шва.Однако все эти исследования были дискредитированы и опровергнуты из-за отсутствия достаточных доказательств.

Единственное приемлемое объяснение образования сварного шва при холодной сварке — это образование металлической связи.

Металлическая связка обладает такими же характеристиками и прочностью, что и исходные металлы, потому что она образуется за счет взаимодействия между свободными электронами и ионами обоих металлов, когда они прижимаются друг к другу, и для оказания давления прилагается определенная сила.

Холодная сварка, при условии правильной обработки материала и соответствующих процедур, может помочь создать прочный сварной шов, который прилипнет на долгое время. Однако это может произойти только в том случае, если сварной шов между металлами такой же прочный, как и сам основной металл.

Эта сила и стойкость могут быть достигнуты только при неукоснительном соблюдении всех необходимых процедур и методов лечения.

Ограничения холодной сварки

Учитывая, что мы только что объяснили вам положительную сторону картины, вы можете задаться вопросом, почему холодная сварка сейчас не является основным направлением в отрасли.Честно говоря, он используется многими сварщиками, но он все еще не является распространенным методом сварки в отрасли.

Это связано с тем, что холодная сварка имеет несколько ограничений.

Начнем с того, что добиться идеальной холодной сварки крайне сложно. Сварной шов, полученный с помощью холодной сварки, будет иметь прочность, равную прочности основного металла, только если используемые методы холодной сварки идеальны.

Отсутствие совершенства и сложность его получения обычно сводятся к различным причинам, таким как наличие оксидных слоев на поверхности металла, поверхностное загрязнение, неровности поверхности и многое другое.

Оксидный слой часто трудно удалить, даже если вы почистите щеткой и насколько вам известно. Более того, неровности на поверхности металлов могут затруднить слипание металлов, даже если поверхность очищена щеткой.

Идеальные холодные сварные швы могут быть выполнены только в том случае, если обе поверхности, с которыми вы работаете, чистые, не содержат различных загрязнений, имеют правильную форму и неровности поверхности. Также важно знать, что чем ровнее и ровнее ваша поверхность, тем легче вам будет сформировать однородный сварной шов.

Если окончательный сварной шов не будет однородным или плоским, он не будет иметь необходимой прочности.

Кроме того, холодная сварка не является отраслевым стандартом из-за ограничений на количество металлов, которые можно сваривать с помощью методов холодной сварки. Как мы обсуждали выше, непластичные металлы или металлы, подвергшиеся жестким процедурам закалки, не будут эффективно реагировать на процессы холодной сварки.

Даже если вы сможете образовать на них холодный сварной шов, он не задержится надолго.Если вы сузите круг вариантов, вы поймете, что цветные мягкие металлы можно сварить только холодной сваркой.

Приведу примеры: алюминий и медь — два наиболее распространенных металла, свариваемых вместе с помощью процедур холодной сварки. Кроме того, металлы, содержащие углерод в любой форме, нельзя сваривать холодной сваркой.

Эти ограничения затрудняют использование этого метода сварки в качестве основного источника для промышленности и отдельных сварщиков.Конечно, холодная сварка может оказаться полезной в определенных сценариях, но в большинстве случаев вы обнаружите, что процесс будет мучительно долгим и неэффективным.

Преимущества холодной сварки

Так же, как мы обсуждали ограничения холодной сварки, есть и некоторые преимущества этой процедуры, которые требуют особого упоминания. Наиболее значительное и заслуживающее внимания преимущество холодной сварки заключается в том, что она обеспечивает такую ​​же прочность связи, что и основной материал.

Хотя создание возможных условий для холодной сварки может быть трудным, вам будет приятно узнать, что как только вы создадите подходящие условия, сварной шов, который вы создадите, будет довольно прочным. Этот подвиг чрезвычайно сложно воспроизвести с помощью других методов сварки металлов.

Методы холодной сварки могут оказаться чрезвычайно полезными для сварки алюминия серий 2ххх и 7ххх. Как мы уже упоминали выше, методы холодной сварки идеально подходят для алюминиевых и медных поверхностей.

Никакой другой вариант сварки металлов не позволяет сваривать алюминий серий 2ххх и 7ххх.

Холодная сварка также является хорошим вариантом для сварки алюминия и меди. Известно, что алюминий и медь чрезвычайно трудно сваривать другими способами сварки.

Холодная сварка упрощает процедуру и позволяет легко сварить их вместе. Кроме того, окончательная связь, которую вы создаете между этими двумя металлами при холодной сварке, довольно прочна и прослужит долго.

Наконец, холодная сварка дает простое решение для создания прочных и чистых сварных швов на поверхностях, поддерживающих данную процедуру. Процедура сварки помогает создать прочное соединение без образования хрупких интерметаллических соединений.

Применение холодной сварки

Хотя холодная сварка не является распространенной процедурой в промышленности, она по-прежнему широко используется для сварки проволокой. Эта процедура применяется для сварочной проволоки из-за того, что она образует четкий сварной шов, а также из-за отсутствия тепла.

Тепловая энергия может быть вредна для проволоки, поэтому холодная сварка — это требование дня.

Холодная сварка обеспечивает долговечную и безупречную сварку проволоки, в основном из латуни 70/30, цинка, меди, алюминия, серебряных сплавов, серебра, золота и никеля и золота. Интересно, что вы также можете купить простые в использовании портативные инструменты для работы с проволокой для холодной сварки.

Эти инструменты чрезвычайно портативны, и их легко носить с собой. Они могут помочь сэкономить время и силы.

Холодная сварка также возможна для соединения разнородных металлов, таких как медь и алюминий. Мы уже обсуждали, как холодная сварка может создать прочную связь между медью и алюминием.

Этот сварной шов прочнее, чем то, что можно создать между этими металлами любым другим способом.

Насколько сильна холодная сварка?

Как мы уже обсуждали в этой статье, холодная сварка может создать прочную связь, когда условия и металлы подходят для ее использования.Если условия идеально подходят для холодной сварки, сварной шов, образованный между металлами, будет таким же прочным, как и сами основные металлы.

Однако создание идеальных условий может быть трудным, поскольку эту технику нельзя применять на непластичных и сильно закаленных поверхностях. Кроме того, процесс чистки и очистки требует значительных усилий, а металл должен иметь правильную форму.

Тем не менее, суть в том, что холодная сварка может создавать одни из самых твердых и прочных сварных швов, если окружающие условия подходят для ее использования.

Сводка

Вот и все — в основном все, что вам нужно знать о холодной сварке. Понимая, как это делать, преимущества и ограничения, вы только укрепляете свои знания в области сварки.

Помните, однако, что вы всегда можете перейти на следующий уровень с дополнительными материалами для чтения 🙂

Подобные сообщения:

Наука о холодной сварке: соединение металлов без нагрева

Наука о холодной сварке: как соединить металлы без нагрева

Опубликовано March-03-2020

Что такое холодная сварка?

Как вы могли догадаться по термину «холодная сварка», здесь нет никакого тепла.Холодная сварка — это процесс соединения двух металлов или материалов без использования тепла.

Это может показаться невозможным и противоречит всему, что вы раньше думали о сварке. Но можно склеивать металлы без нагрева, и холодная сварка на самом деле является одним из самых популярных методов сварки. Наряду с более широко признанными и известными являются: дуговая сварка, сварка трением, лазерная сварка и ультразвуковая сварка.

Холодная сварка, также известная как сварка холодным давлением или контактная сварка, представляет собой процесс сварки в твердом состоянии, при котором соединение двух металлов происходит без плавления или нагрева на границе раздела двух свариваемых частей.Это означает, что в процессе соединения и соединения нет жидкой или расплавленной фазы. Впервые этот метод был признан в 1940-х годах, и его популярность росла в эпоху космических путешествий и исследований.

Как работает холодная сварка? Как соединить металлы без нагрева?

Процесс холодной сварки с использованием давления для соединения двух металлов или материалов. Вообще говоря, когда два металла прижимаются друг к другу, они не свариваются друг с другом.В основном это связано с наличием оксидного слоя или тонкого барьера на поверхности двух материалов, который предотвращает их диффузию вместе.

Однако холодная сварка преодолевает это за счет предварительной подготовки металлов. Эта подготовка включает в себя очистку и очистку металлов щеткой до такой степени, что этот верхний барьер или оксидный слой удаляется.

Обезжиривание и обработка металла проволочной щеткой перед сваркой позволяет получить желаемую чистую поверхность, на которой металлы можно сжимать вместе с нужным усилием и, таким образом, сваривать.

Рекомендации по материалам для холодной сварки: материалы не должны подвергаться сильному упрочнению и должны быть пластичными. Мягкие металлы часто являются лучшим выбором для холодной сварки.

Для чего используется холодная сварка?

Чаще всего холодная сварка используется для сварки проволокой. Этот метод сварки может обеспечить идеально свариваемую проволоку, поскольку не требует тепла и выполняется быстро. Холодная сварка в основном используется для алюминия, меди, цинка, латуни 70/30, никеля, серебра, серебряных сплавов и золота.

Как и почему космонавты сваривают в космосе?

Благодаря сплавлению металлов и материалов вместе без помощи какой-либо жидкой или расплавленной фазы астронавты могут быстро и эффективно работать вне космического корабля. Это означает, что они могут выполнить любые необходимые ремонтные работы, необходимые в космосе.

Если вы хотите узнать больше о сварке в космосе, вы можете прочитать соответствующую статью в нашем блоге, в которой подробно рассказывается о холодной сварке.

Contact Arc Welding Services Ltd

Если вы заинтересованы в аренде или покупке сварочного оборудования, позвоните нам сегодня по телефону 01213 272 249 или заполните простую онлайн-форму для связи, и один из наших дружных сотрудников свяжется с вами.

Холодная сварка — обзор

1 Введение

Механическое легирование (МА) стало популярным методом легирования с момента его разработки Джоном Бенджамином и его сотрудниками в 1960-х годах (Suryanarayana, 2001). МА — это метод обработки твердого порошка, включающий многократную холодную сварку, разрушение и повторную сварку смеси металлических порошков. МА обычно выполняется в высокоэнергетической шаровой мельнице в инертной атмосфере. Во время измельчения частицы порошка захватываются между сталкивающимися шарами или шарами со стенками флакона.Сила удара пластически деформирует частицы порошка, что приводит к деформационному упрочнению и разрушению (Benjamin, 1970). МА также известен как один из лучших методов обработки для производства материалов с однородно распределенными композитными частицами в металлической матрице. Легирование методом МА позволяет избежать многих проблем, связанных с обычными методами плавления и отверждения (Turker et al ., 2000). Было обнаружено, что МА является эффективным методом обработки металлических сплавов, таких как сплавы Fe-C с очень высокой концентрацией углерода, которые трудно получить обычными методами, такими как литье (Nowosielski and Pilarczyk, 2007).Производство высокоуглеродистых сплавов Fe-C с тонкой микроструктурой и уникальными свойствами при помощи МА привлекло внимание многих исследовательских групп. Ряд исследовательских групп изучали влияние параметров обработки МА на эволюцию микроструктуры и свойства высокоуглеродистых сплавов Fe-C (Chen et al ., 2013; Zuhailawati et al ., 2010; Zhao et al. al ., 2009; Ghosh and Pradhan, 2009; Nowosielski and Pilarczyk, 2007, 2005; Arik and Turker, 2007; Yoo et al ., 2005; Елсуков и др. ., 2004).

Большая часть этой работы посвящена измельчению порошков и их характеристикам, включая растворение исходных элементов друг в друге, микроструктуру и твердость частиц, а также механохимические реакции. Например, Ю и др. . (2005) изучали влияние времени легирования на структурную эволюцию механически легированных сплавов Fe-C. Процесс МА проводили в мельнице SPEX с мелющими телами из нержавеющей стали.В своих результатах они обнаружили, что увеличение содержания фазы Fe ₃ C и уменьшение фазы bcc-Fe происходило в порошке со временем легирования. Также через 24 часа в измельченных порошках наблюдалась аморфная фаза Fe-C. Кэмпбелл и др. . (1997) исследовали образование соединений Fe ₃ C и Fe ₇ C ₃ в сплаве Fe ₇₅ C ₂₅ с использованием процесса шаровой мельницы. Железо и графит измельчали ​​до 285 ч в шаровой мельнице Uni-ball в вакууме.Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) была использована для исследования термической стабильности измельченных порошков. В своих результатах они заметили, что экзотермический пик наблюдался при 320 ° C в порошках, размолотых в течение 45 и 75 часов, и тот же пик отсутствовал через 140 часов, как показано на рис. 1. Они пришли к выводу, что аморфный Fe ₃ C образовался через 45 часов, а при продолжении измельчения кристаллический Fe ₃ C в конечном итоге образовался в результате термически активированной кристаллизации через 140 часов.Этот вывод был подтвержден Tanaka et al . (1991) и Рохман и др. . (1999, 2003). Автор, выполняющий эту работу, не согласился с их объяснением. Использование дифракции рентгеновских лучей и дифференциальной сканирующей калориметрии было недостаточным для подтверждения образования аморфных фаз.

Рис. 1. Кривые ДСК порошков Fe ₇₅ C ₂₅ , размолотых в течение 45 ч (а), 75 ч (б) и 140 ч (в).

В этой работе было проведено больше экспериментов, чтобы найти лучшее объяснение происхождения экзотермического пика, который наблюдался при 320 ° C в измельченных порошках Fe-C.