Холодная сварка под давлением

То, что металлы можно сваривать и без их подогрева, известно уже достаточно давно. Однако был понятен лишь принцип такой сварки, но для того, чтобы реализовать его на практике, никаких серьезных исследований и экспериментов не проводилось. Тем не менее, не так давно была разработана соответствующая технология, которая уже начинает применяться, и дает очень неплохие результаты.

Суть холодной сварки состоит в том, что она вообще производится без какого-либо дополнительного нагрева: вместо него на свариваемые детали в точке их соприкосновения оказывается очень высокое давление. Для этого используются специальные штампы. В результате такого воздействия возникает значительная пластическая деформация металлов как раз в зоне их соприкосновения. Поэтому такой способ сваривания может применяться только для сварки тех металлов, которые обладают высокой степенью пластичности в условиях достаточно низких температур.

Как показывает практика, очень хорошие результаты достигаются при холодной сварке алюминия и его различных сплавов. При этом одними из важнейших условий получения качественного сварного шва является то, что соединяемые поверхности должны быть абсолютно чистыми. Дело в том, что пленки окислов и даже совсем незначительные загрязнения делают абсолютно невозможным получение хорошего соединения. Поэтому очистка поверхностей от разного рода загрязнений перед их холодной сваркой должна проводиться с большой тщательностью, и даже простое прикосновение к ним руками очень часто делает хорошую холодную сварку просто невозможной.

Следует заметить, что применение химических методов очистки поверхностей невозможно, поскольку после них во время промывки неизбежно происходит восстановление пленки окислов. Нет смысла также производить обработку поверхностей абразивами или напильником, поскольку на поверхности остаются борозды и абразивные частицы. Наиболее удовлетворительным способом обработки является шабрение или же очистка с помощью щеток из стальной проволоки, закрепленных в моторном приводе.

Для того чтобы хорошо сварить металлы методом холодной сварки, в месте соприкосновения поверхностей нужно вызвать так называемое «течение» металла и необходимое смещение его частиц. Величину этого смещения можно определить как изменение суммарной толщины деталей, находящихся под штампами, выраженное в процентах. При этом очень важно, чтобы смещение не превышало определенную величину, поскольку если оно будет слишком большим, то прочного сварного шва получить не удастся. Именно по этой причине специальные штампы, используемые для холодной сварки металлов, имеют соответствующие ограничители. Кроме того, выраженное в процентах относительное уменьшение толщины должно быть одинаковым для различных толщин свариваемого металла. При увеличении толщины свариваемого металла ширина штампа также увеличивается.

Чтобы обеспечить необходимое для холодной сварки металлов давление, штампы монтируются в прессы или же аналогичные по назначению устройства. Для сваривания этим способом мелких деталей из тонкого металла можно использовать и простейшие ручные приспособления, напоминающие по своей конструкции пломбировочные щипцы.

Следует заметить, что с помощью холодной сварки можно сваривать не только одинаковые, но и разнородные металлы, например, медь и алюминий. Для того чтобы получить в таких случаях надежное соединение для каждого из металлов используют свой размер штампа, чтобы достичь нужного смещения частиц и требуемой степени пластической деформации. Основными сферами применения холодной сварки сейчас является сваривание электрических проводников, кабелей, алюминиевых контейнеров и труб.