Холодная сварка давлением

Холодную сварку осуществляют без нагрева свариваемых деталей и применяют главным образом для пластичных металлов (меди, алюминия и их сплавов). Сварное соединение получается внедрением одного металла в другой при их соприкосновении под давлением за счет пластической деформации металла в месте сварки при комнатной и даже отрицательной температурах.

При сжатии происходит диффузионный обмен электронов внешних орбит атомов соединяемых металлов и образование общей кристаллической решетки в сварном шве. Под действием сжимающих усилий атомы свариваемых металлов, расположенные на контактирующих поверхностях, сближаются на расстояние действия межатомных сил и возникают прочные металлические связи.

Качество холодной сварки зависит от подготовки свариваемых кромок. Последние должны быть тщательно очищены от окисных и жировых пленок. Окисные пленки некоторых легко окисляемых на воздухе металлов при достаточно больших удельных давлениях разрушаются и вытесняются из зоны сварки.

Холодную сварку алюминиевых и медных деталей толщиной до 10 мм производят под давлением, значительно превышающем в зоне сварки прэдел текучести свариваемых металлов. В зависимости от состава и толщины свариваемых деталей выбирают удельное давление.

Холодная сварка проводов осуществляется на пневмогидравличе-ских стационарных рычажных и эксцентриковых прессах и переносных установках. Для сварки алюминиевых и медных проводов применяют ручные и настольные клещи.

Диффузионная сварка в вакууме

При этом способе сварки соединяемые детали помещают в вакуумную камеру при остаточном давлении среды 133-10~³ — 133-10~⁵ Н/м² (10~³—10~⁵ мм рт. ст.) и нагревают токами высокой частоты до необходимой температуры, а затем соединяют друг с другом с усилием. Удельное давление достигает 25 МН/м² (МПа) (рис. 4).

Рис.4. Схема диффузионной сварки в вакууме:

1 - камера;

2 - гидравлический цилиндр;

3 - поршень со штоком;

4- опора;

5 - нагреватель;

6- свариваемые заготовки

Выбор режима при диффузионной сварке зависит от рода свариваемых металлов. При сварке однородных металлов даже под микроскопом трудно установить месторасположение шва.

Диффузионную сварку в вакууме применяют для соединения трудносвариваемых металлов и сплавов, цветных металлов, металло-керамических изделий, пластин из твердых сплавов с державкой режущего инструмента. Кроме того, этим способом можно получить различные биметаллы, например, для деталей, работающих на износ.

Промышленные установки СДВУ (более 30 типов) для диффузионной сварки применяют для индивидуального, серийного и массового производств. Этим методом можно сваривать сталь с алюминием, чугуном, вольфрамом; серебро с нержавеющей сталью, платину с титаном и т. д. Этот эффективный способ соединения деталей небольших сечений легко можно.автоматизировать.

Ультразвуковая сварка

В последнее время весьма тонкие пластинчатые детали соединяют сваркой под воздействием ультразвуковых колебаний более 20 кГц. Сущность этого метода сварки в том, что в месте контакта свариваемых деталей возникают упругие колебания и выделяется тепло. Ультразвуковые колебания высокой частоты вызываются при помощи магнитострикционного эффекта (способность некоторых металлов и

с плавов сжиматься или расширяться под действием магнитного поля). Если на стержень из такого металла надеть катушку, то переменный ток, проходя по обмотке катушки и возбуждая в ней перемен-ног магнитное поле, сообщает стержню механические колебания сжатия и расширения. Торец стержня излучает ультразвуковые волны (рис. 5).

Рис.5. Схема ультразвуковой установки для сварки металлов:

1- магнитострикционный вибратор;

2 - катушка, 3 - волновод; 4- наконечник волновода; 5- опорный электрод; 6- свариваемое изделие

 - длина волны звуковых колебаний;

 - амплитуда колебаний наконечника,

Р - усилие сжатия

Проходящий по обмотке магнитостриктора переменный ток с частотой 20—30 кГц вызывает механические колебания, которые через волновод передаются соединяемым металлическим пластинкам в зону сварки. Эти ультразвуковые колебания разрушают оксидную пленку, сближают свариваемые поверхности и при приложении механического усилия образуют сварное соединение. В настоящее время разработаны и применяются установки для точечной и шовной сварки ультразвуком.