Холодная сварка
Сварное соединение можно получить не только тогда, когда металл нагрет, но и при комнатных и отрицательных температурах.
Принцип холодной сварки состоит в следующем. Если сжать свариваемые детали с большим давлением, в зоне их контакта развивается направленная пластическая деформация, приводящая к разрушению и удалению поверхностных оксидных и других пленок и измельчению зерен металла. В результате увеличивается площадь контакта, соединяемые поверхности активируются и сближаотся до межатомных расстояний. В таких условиях возникают межатомные силы сцепления, приводящие к образованию металлических связей, т. е. формируется сварное соединение.
Есть разновидность холодной сварки, основанная на сжатии свариваемых деталей с одновременным тангенциальным их перемещением. При этом происходит более эффективное удаление оксидных и других пленок со свариваемых поверхностей и снижается сопротивление пластической деформации.
Холодной сваркой соединяют пластичные, в основном цветные металлы и сплавы. При сварке материалов, имеющих недостаточную пластичность, напряжения и упругие деформации приводят к разрушению соединения после снятия внешних сжимающих усилий.
Рисунок 9 - Схемы холодной сварки нахлесточного (а) и стыкового (б) соединения: I- свариваемые детали; 2 - втулка, ограничивающая выдавливание металла; 3 - пуансон; 4 - сварное соединение; 5 - зажим; 6 - грат.
Холодной сваркой можно выполнять нахлесточные и стыковые сварные соединения. Нахлесточ-ные соединения могут быть с прерывистыми и непрерывными швами. Перед сваркой соединяемые поверхности тщательно очищаются от загрязнений, пленок оксидов и адсорбированных газов. Окончательная очистка выполняется снятием поверхностного слоя. Инструмент для этого также тщательно обезжиривается. К очищенным поверхностям нельзя прикасаться руками, так как их отпечатки приводят к непроварам.
Алюминий сваривают при давлении 500—1500 МПа, медь — до 2500 МПа, а медь с алюминием — при давлении 1400—2000 МПа.
Для холодной сварки промышленностью выпускается специализированное оборудование. Полуавтоматические машины МСХС-802, МСХС-2005, МСХС-12003 предназначены для стыковой холодной сварки алюминиевых, медных, алюминиевых с медными проводов и шин. На машине МХСА-50 алюминиевые детали армируют медными накладками холодной точечной сваркой. Кроме того, возможно использование универсальных гидравлических и механических прессов, на которые устанавливаются средства технологического оснащения для холодной сварки.
Основное преимущество холодной сварки заключается в том, что в околошовной зоне отсутствуют фазовые и структурные превращения, которые изменяют электропроводность металла. Этим способом сваривают различные элементы электро- и радиотехнических устройств, выполняют сварку электропроводов из цветных металлов, оболочек кабелей, корпусов полупроводниковых и других приборов, а также армируют медью сопрягаемые элементы алюминиевых токоведущих шин.