Холодная сварка. Сущность, способы сварки, применение.

История современного этапа развития холодной сварки начинается с исследований, выполненных в Англии в 1948 г. Всего за один год этот вид сварки получил широкое промышленное распространение не только в Англии, но и в США, Германии, СССР и других странах.

Особенность этого вида сварки заключается в том, что процесс протекает без внешнего нагрева при комнатной или более низкой температуре путем пластического деформирования соединяемых материалов (рис.).

Рис. 1.42. Схемы холодной сварки: а, б – точечной; в, г – стыковой; 1, 2 – свариваемые детали; 3 – пуансоны; а, в – положение перед сваркой; б, г – после сварки

При этом соединяемые детали по поверхности соприкосновения за счет большой пластической деформации доводят до сближения на расстояние действия межатомных связей. Течение металла приводит к разрушению поверхностных пленок и выносу их в грат. Несмотря на это, необходима тщательная подготовка свариваемых кромок – обезжиривание и очистка.

Существует связь между величиной деформации и прочностью получаемого соединения: пока деформация не достигнет некоторого критического значения, называемого деформацией схватывания, прочность сцепления равна нулю. При дальнейшем увеличении деформации прочность соединения быстро возрастает. При этом создается значительное упрочнение металла – до 50–80 % и более, в результате чего сварное соединение может быть прочнее основного металла.

Виды холодной сварки могут быть квалифицированы по следующим признакам:

по виду соединения: стыковые;внахлестку;тавровые;сдвиговые;

по способу приложения давления:статические;динамические; вибрационные;

по способу вдавливания пуансона:точечная; линейная; кольцевая; шовная.

Основной технологический вариант холодной сварки предусматривает совместную пластическую деформацию соединяемых деталей за счет приложения сил, нормальных к поверхности соединения. Иногда для интенсификации и облегчения относительных смещений соединяемых поверхностей дополнительно прилагают тангенциальные усилия.

Холодную сварку нормальными усилиями осуществляют внахлестку вдавливанием пуансонов в предварительно зажатые или незажатые детали или встык с использованием зажимных приспособлений, которые приводят к стесненной деформации в конце процесса. Для осуществления холодной сварки, чаще используют стандартное прессовое и прокатное оборудование, которое оснащают специальным инструментом в соответствии с типоразмерами свариваемых деталей.

Применение.Холодной сваркой успешно соединяются алюминий, медь, никель, серебро, титан, индий, золото и другие пластичные цветные металлы и сплавы. Холодная сварка нашла широкое применение в электротехнике, радиотехнике и радиоэлектронике, приборостроении, цветной металлургии и машиностроении.Холодной сваркой можно соединять только весьма пластичные металлы. При этом могут быть получены соединения внахлестку и встык.

Холодную сварку применяют и для соединения разнородных металлов. Пример: армирование алюминиевых проводов медными наконечниками; получение двух- и многослойного проката из лент, которые, проходя через зачистную машину, поступают в валки прокатного стана и свариваются с обжатием до 65% (никель - низкоуглеродистая сталь - никель, алюминий - железо - алюминий, медь - алюминий - медь, серебро - бронза - серебро, сереброникельмедный сплав и т. д.).

Наиболее широкое применение - в производстве изделий домашнего обихода из алюминия и его сплавов, в электротехнической промышленности и транспорте для соединения алюминиевых и медных проводов, а также алюминиевых проводов с медными наконечниками.