Холодная сварка металлов

Для осуществления холодной сварки необходимо удалить со свариваемых поверхностей окислы и загрязнения и сблизить соединяемые поверхности на расстояние параметра кристаллической решетки; на практике создаются значительные пластические деформации.

Холодной сваркой можно получать соединения встык, внахлестку и втавр. Перед сваркой поверхности, подлежащие сварке, очищают от загрязнений обезжириванием, обработкой вращающейся проволочной щеткой, шарбением. При сварке встык проволок только обрезают торцы.

Листы толщиной 0,2-15 мм сваривают внахлестку путем вдавливания в толщу металла с одной или с двух сторон пуансонов. Соединения выполняют в виде отдельных точек или непрерывного шва. Ширину или диаметр пуансона выбирают в зависимости от толщины δ свариваемого материала: r=(1÷3)δ;

Основной параметр, определяющий процесс холодной сварки, - величина деформации металла в месте соединения, которая зависит от свойств металла, его толщины, типа соединения и способов подготовки поверхностей.

Холодную сварку можно осуществлять путем сдавливания соединяемых изделий с одновременным их тангенциальным относительным смещением. Этот способ сварки получил название сварки сдвигом.

При приложении тангенциальной силы начинается перемещение поверхностей, в процессе чего окисные пленки и загрязнения сдираются и образуются отдельные мостики контакта. Тангенциальное смещение соединяемых изделий дает возможность получить сравнительно большие площади очищенных от пленок поверхностей при небольшом растекании каждой из них. Наличие тангенциальной силы уменьшает сопротивление металла пластическим деформациям и при данной нормальной силе позволяет получить большую площадь контакта. Это ведет к тому, что при точечной сварке сдвигом схватывание происходит при малых деформациях и усилиях.

При сварке сдвигом разноименных металлов прочное соединение возникает только у металлов с близкими механическими свойствами, например наклепанного алюминия и отожженной меди и некоторых других.

При холодной сварке сдвигом основные параметры – величина давления и величина сдвига. Величина давления должна быть такой, чтобы возможно было относительное перемещение поверхностей. Величина сдвига не зависит от размеров изделий и определяется нормальным давлением и геометрией трущихся поверхностей. Достаточная площадь сцепления поверхностей, обработанная напильником, возникает после сдвига на 5-7 мм.

При сварке сдвигом прочность соединений на срез может быть высокой при условии достаточной величины нахлестки, однако сопротивление отрыву всегда низкое.

Холодная сварка нашла применение при изготовлении теплообменников для холодильников, технология изготовления которых состоит в следующем. На поверхность листов из алюминиевого сплава специальной краской закрашивают места, в которых сварки не должно быть. После чего листы совместно прокатывают. В результате деформаций, возникающих при прокатке, происходит сварка по всей поверхности листов, за исключением покрашенных мест. Затем сваренные листы отжигают, краска при этом испаряется; листы закладывают в пресс с фигурными выемками на плитах там, где должны находиться трубки теплообменника. Через участки, ранее покрытые краской, пропускают под давлением жидкость, они выпучиваются и образуют трубки теплообменника. Таким образом сваривают листы длиной до 2540 мм и шириной до 380 мм.

Холодная сварка найдет несравненно более широкое распространение.