Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Холодная сварка

Холодная сварка

Холодная сварка — способ соединения деталей при комнатной (и даже отрицательной) температуре, без нагрева внешними источниками. Сварка осуществляется с помощью специальных устройств, вызывающих одновременную направленную деформацию предварительно очищенных поверхностей и нарастающее напряженное состояние, при котором образуется монолитное высокопрочное соединение. Холодной сваркой можно соединять, например, алюминий, медь, свинец, цинк, никель, серебро, кадмий, железо. Особенно велико преимущество холодной сварки перед другими способами сварки при соединении разнородных металлов, чувствительных к нагреву или образующих интерметаллиды.

Холодная сварка — сложный процесс, протекающий только в условиях пластической деформации. Без пластической деформации в обычных атмосферных условиях, даже прилагая любые удельные сжимающие давления к соединяемым заготовкам, практически невозможно получить полноценное монолитное соединение. Роль деформации при холодной сварке заключается в предельном утонении или удалении слоя оксидов, в сближении свариваемых поверхностей до расстояния, соизмеримого с параметром кристаллической решетки, а также в повышении энергетического уровня поверхностных атомов, обеспечивающем возможность образования химических связей.

Качество сварного соединения определяется исходным состоянием контактных поверхностей, давлением (усилием сжатия) и степенью деформации при сварке. Оно также зависит от схемы деформации и способа приложения давления (статического, вибрационного). В зависимости от схемы пластической деформации заготовок сварка может быть точечной, шовной и стыковой.

Точечная сварка — наиболее простой и распространенный способ холодной сварки. Её применение рационально для соединения алюминия, алюминия с медью, армирования алюминия медью. Ею можно заменить трудоемкую клепку и .

При холодной точечной сварке (рис. 3.44, а) зачищенные детали 1 устанавливают внахлестку между пуансонами 3, имеющими рабочую часть 2 и опорную поверхность 4. При вдавливании пуансонов сжимающим усилием Р происходит деформация заготовок и формирование сварного соединения. Опорная поверхность пуансонов создает дополнительное напряженное состояние в конечный момент сварки, ограничивает глубину погружения пуансонов в металл и уменьшает коробление изделия.

Прочность точек может быть повышена на 10–20% при сварке по схеме (рис. 3.45, а).

Свариваемые детали 1 предварительно сжимаются прижимами 2 или одновременно с вдавливанием пуансона 3. Наличие зоны обжатия вокруг вдавливаемого пуансона уменьшает коробление детали, повышает напряженное состояние в зоне сварки, что приводит к периферийному провару за площадью отпечатка пуансона. Но при этом возникают технические затруднения, связанные с созданием двух высоких давлений на малой поверхности и устранением затекания металла между пуансоном и прижимом. Этот способ позволяет сваривать малопластичные материалы.

Рис. 3.44. Схема холодной точечной сварки (а), геометрия сварного соединения (б) и формы пуансонов (в)

Рис. 3.45. Схема (а) и приспособление (б) для холодной точечной сварки с предварительным обжатием

Ввиду простоты способа точечной холодной сварки специальные машины для её выполнения большого развития не получили. Сварку успешно выполняют на самых различных серийных прессах с применением кондукторов, надежно фиксирующих свариваемые заготовки, чтобы исключить их коробление (рис. 3.45, б).

На рис. 3.46 (а) показана установка холодной сварки давлением, разработанная в Институте сварки (Россия). С помощью данной установки успешно соединяют алюминий с медью в электротехнике, энергетике, цветной металлургии; соединяют также медные контакты проводов, изготавливают кольца из меди и алюминия (рис. 3.46, б).

Шовная (роликовая) сварка характеризуется непрерывностью монолитного соединения. По механической схеме эта сварка аналогична холодной сварке прямоугольными пуансонами (рис. 3.47).

Рис. 3.46. Установка для холодной сварки (а) и примеры сваренных деталей (б)

Собранные заготовки 1 устанавливаются между роликами 2 и сжимаются ими до полного погружения рабочих выступов 3 в металл. Затем ролики приводятся во вращение. Перемещая изделие и последовательно внедряясь рабочими выступами в металл, они вызывают его интенсивную деформацию, в результате которой образуется непрерывное монолитное соединение — шов. Шовная сварка бывает двусторонняя, односторонняя и несимметричная. Двусторонняя сварка выполняется одинаковыми роликами. При односторонней сварке один ролик имеет выступ, высота которого равна сумме выступов при двусторонней сварке, а второй является опорным, без рабочего выступа. При несимметричной сварке ролики имеют различные по размерам, а иногда и по форме рабочие выступы.

Читайте так же:
Полезные самоделки и приспособления своими для дома

Односторонняя роликовая сварка чаще применяется для сварки разнородных металлов, сильно отличающихся твердостью. Рабочая часть ролика вдавливается в более твердый металл. Такая сварка при прочих равных условиях обеспечивает более прочные швы и при сварке однородных металлов.

При роликовой сварке металл свободно течет вдоль оси шва, что затрудняет создание достаточного напряженного состояния металла в зоне соединения. Поэтому для достижения провара требуется большая пластическая деформация (на 2–6%), чем при точечной сварке. Напряженное состояние в зоне роликовой сварки можно повысить, увеличивая диаметр роликов. Обычно диаметр ролика близок к 50δ, ширина рабочего выступа (1–1,5)δ, высота (0,8–0,9)δ, а ширина опорной части ролика, ограничивающая деформации, в 2–3 раза больше ширины рабочего выступа. Роликовая сварка алюминия толщиной 1,0 мм при свариваемости 27% выполняется со скоростью до 8–12 м/мин.

Для роликовой сварки применяются металлорежущие станки, например фрезерные; при сварке тонких пластичных металлов — ручные настольные станки.

Рис. 3.47. Схема холодной шовной сварки:
1 — детали; 2 — ролики; 3 — выступы

Одна из первых схем холодной стыковой сварки металлов, которая не потеряла практического значения до сих пор, приведена на рис. 3.48. Эта схема разработана К. К. Хреновым и Г. П. Сахацким. В корпусе 1 имеются гнездо для неподвижного конусного зажима 2 и направляющие для подвижного корпуса 3, в котором также расположен конусный зажим. После предварительной зачистки торцов детали 4 устанавливают в зажимы 2, которые имеют формирующие части с режущими кромками 5 и упором 6. Осадочное усилие прикладывается к ползуну 3, при его перемещении сжимаются торцы деталей и зажимаются с помощью конусов. В процессе осадки углубления 7 заполняются металлом раньше, чем встречаются опорные части 6. Поэтому, когда встречаются опорные части, в зоне сварки создается достаточное напряженное состояние. В стыке происходит провар, а остаток вытекающего металла отрезается кромками 5. В зависимости от расположения режущих кромок соединение может быть с усилением или без усиления.

Схема стыковой сварки, предложенная С. Б. Айбиндером, приведена на рис. 3.48, б.

Холодная сварка металлов

Сварка, посредством которой соединяют изделия без их внешнего нагревания, получила название холодной. Ее возможно производить при комнатной и даже в отрицательных температурах. Специальное устройство, используемое при холодной сварке для металла, способно одновременно вызывать и направленную деформацию соединяемых заготовок, и нарастание напряжения, которое способствует образованию монолитного соединения. Для достижения его высокой прочности свариваемые поверхности изделия предварительно очищают и готовят под сварку обезжириванием, шабрением и обработкой проволочной щеткой. С них нужно удалить загрязнения и окислы, а также соединить их на расстоянии, зависящем от размеров кристаллических решеток соединяемых металлов, для получения требуемого уровня пластической деформации. При стыковой сварке проволок необходимо обрезать их торцы.

Особенности применения холодной сварки

Холодной сварке доступно как соединение железных изделий, так и выполненных из цветного металла (меди, серебра, алюминия и других). Особую ценность этот способ сварки приобретает, когда требуется соединить разнородные металлы или нет возможности воспользоваться другой технологией из-за чувствительности материала к нагреву и склонности к образованию интерметаллидов. Холодной сваркой для чугуна выполняются стыковые соединения, тавровые и внахлестку. В последнем случае металлические листы сдавливаются с обеих сторон при помощи пуансонов. Сварка осуществляется как отдельными точками, так и непрерывным швом. Размеры пуансонов (диаметр и ширину) подбирают, исходя из толщин свариваемых листов.

Холодная сварка чугуна

Физические процессы и химические реакции холодной сварки отличаются разнообразием и протекают исключительно в условиях пластических деформаций. Без ее участия нереально получение качественного монолитного соединения, какое бы удельное давление сжатия не применялось к соединяемым деталям. Только процесс деформации, происходящий при холодной сварке, способен удалить слой окислов и предельно истончить и сблизить свариваемые поверхности на расстояние, сопоставимое с размерами кристаллических решеток.

Читайте так же:
Скарпель для перфоратора по бетону

Еще роль пластической деформации важна для более высокого энергетического уровня атомов металла поверхности, что позволяет им образовывать химическое связи. Поэтому величина деформации металлов в месте соединения – главный параметр, определяющий ход процесса холодной сварки. Он определяется как от свойствами и толщинами металлов, так и методами подготовки свариваемых поверхностей с типом соединения. Величина требуемой деформации для соединения деталей из разнородных металлов определяется характеристиками того металла, для обработки которого нужна деформация меньшей степени. Это обстоятельство используется в холодной сварке для алюминия и других малопластичных металлов.

Холодная сварка

Качественные свойства полученного сварного соединения зависят не только от исходных физических характеристик контактирующих поверхностей, но и от приложенного к ним сжимающего усилия (давления), а также степени пластической деформации при сварке. На этот показатель также влияют способ приложения усилия сжатия со схемой деформирования. Выбор последней определяет, будет ли эта сварка точечной, шовной или стыковой.

Преимущества холодной сварки

Наибольшее распространение получил точечный вариант холодной сварки как один из самых эффективных для производства соединений и армирования алюминия. Он отличается простотой и может заменить собой более трудозатратные процессы контактной сварки точечным способом и клепки. До начала холодной точечной сварки заранее подготовленные изделия собирают внахлестку и помещают между пуансонами, обладающими рабочим элементом с поверхностью для опоры. Сдавливая сжимающим усилием детали, они обеспечивают деформацию с формированием сварного шва.

Холодная сварка титана

Пуансоны, создающие своей опорной частью добавочное состояние напряжения во время сварки, не позволяют глубокого погружения в металл, тем самым снижая коробление изделия. Простота данного способа избавила от необходимости создания отдельных аппаратов для его выполнения. Холодная сварка титана, к примеру, успешно производится посредством всевозможных прессов серийного производства. При этом используются кондукторы для надежной фиксации соединяемых изделий во избежание их коробления. Аналогично соединяют цветные металлы в энергетике, металлургии, электротехнике, сваривают контакты медной проводки и алюминиевые кольца.

Холодная сварка металла

Шовной (роликовой) сваркой получают беспрерывные монолитные соединения. Ее процесс аналогичен холодной сварке с использованием прямоугольных пуансонов. Детали собирают и помещают между роликами, которые, сжимая заготовку, погружают в металл ее рабочие выступы. Приведенные в движение ролики передвигают детали так, чтобы они последовательно вдавливались в металл. Возникающая при этом активная деформация способствует образованию непрерывного монолита – сварного шва. Сварку этим способом выполняют как одно-, так и двусторонней, а также несимметричной. В последнем случае ролики могут обладать разными по размерам и даже форме рабочими выступами. Шовную сварку двусторонним способом выполняют с помощью равных роликов. Один из роликов в односторонней сварке должен обладать выступом, равным суммарной высоте выступов для двустороннего варианта сварки, а не имеющей рабочего выступа второй ролик служит опорой.

Течение металла по линии швов в шовной сварке не позволяет создания нужного состояния напряжения в месте проведения сварки. Из-за этого при производстве соединения с должным проваром необходима пластическая деформация, несколько большая, чем для точечного способа сварки. Для повышения напряженности состояния в области шовной сварки берут больший диаметр используемых роликов. В сварке этим способом возможно использование различных металлорежущих станков, чаще всего фрезерных, а для соединения тонких листов металлов высокой пластичности – настольных ручных. Односторонним вариантом шовной сварки пользуются для обработки разнородных металлов высокой твердости. При этом рабочий элемент роликов вдавливают в тот из металлов, который тверже. Такая сварка способна обеспечить большую прочность швам, соединяющим однородные материалы. Надежность соединения позволяет даже нарезать по холодной сварке резьбы после завершения отвердения, а также делать отверстия.

Читайте так же:
Окучники для картофеля к минитрактору своими руками

Холодная сварка резьбы

Не теряет своего значения на практике вариант стыковой холодной сварки. При соединении заготовок этим способом их предварительно зачищенные торцы помещают в зажимы, имеющие формирующие элементы с упором и обрезающими кромками. Прикладывая осадочные усилия, передвигают ползун до сжатия торцов заготовок и зажимают конусами. В ходе осаждения еще до встречи опорных частей металл заполняет углубления. Благодаря этому в момент, когда части опоры встречаются, в сварочной зоне имеется необходимое состояние напряженности для провара. Когда он происходит, излишек вытекшего металла отсекается кромками. Исходя из того, как они расположены, стыковой вариант холодной сварки выполняют с использованием усиления либо без него.

ХОЛОДНАЯ СВАРКА

— способ образования неразъемного сварного соединения за счет совместной пластич. деформации деталей в месте сварки (без нагрева) при сильном их сжатии. Холодная сварка применяется при соединении деталей из алюминия, меди, никеля, свинца, олова, цинка и др. металлов, ряда их сплавов, а также разнородных металлов (напр., меди п алюминия). Холодную сварку можно выполнять соединением деталей встык и внахлестку, точечным или непрерывным швом. Холодная сварка производится на стационарных прессах и ручными клещами. При сварке соединений внахлестку в месте сварных точек образуются двухсторонние или односторонние вмятины, а при шовной сварке — непрерывная канавка. Достоинства холодной сварки — высокая производительность, малая затрата энергии на сварку, низкая стоимость, возможность автоматизации процесса, сварки элементов, покрытых изоляцией.

Холодная сварка со стальными шпильками эффективна для ремонта деталей, имеющих дефекты, удобные для разделки и размещения шпилек.

Она может производиться с предварительным местным нагревом деталей или без него (холодная сварка).

Сварным соединением называют неразъемное соединение, выполненное сваркой. … 19.2. Холодная сварка чугуна.

Применяют сварку с предварительным подогревом (горячая сварка) или без подогрева (холодная сварка). Перед горячей сваркой засверливают концы трещины.

Большинство этих сталей склонно к образованию горячих или холодных трещин при сварке, что усложняет процесс обеспечения качества сварных соединений с требуемыми свойствами.

. холодную сварку чугуна (без его подогрева) специальными электродами и горячую сварку с нагревом свариваемых деталей до температуры 600—700°С.

Осадку (сужение) и раздачу (расширение) труб в холодном и горячем состояниях производят на прессах с применением различных приспособлений. Концы труб расширяют также при сварке.

19.3. Горячая сварка чугуна. Процесс горячей сварки чугуна значительно сложнее холодной. Для горячей сварки необходимо тщательно зачистить и разделать дефектное место для.

Сборка конструкций и их элементов под сварку в условиях отрицательных температур должна выполняться без применения ударов и холодной правки металла.

При «горячей» сварке используют чугунные стержни с покрытием, при холодной сварке — электроды со стержнями из железонн-кельмедного сплава, медную проволоку и др.

К термомеханическому классу относят все виды контактной, диффузионной, высокочастотной и кузнечной сварки. К механическому классу относят холодную, ультразвуковую.

Различают горячие и холодные сварочные трещины. … Наиболее качественные швы дает автоматическая сварка, осуществляемая сварочными агрегатами ( 22).

Среди способов сварки давлением следует отметить наиболее широко применяемые: контактную, холодную, ультразвуковую, трением, взрывом, диффузионную.

Сварка алюминия и его сплавов затруднена вследствие его особых теплофизнческих свойств. … С. После осветления детали промывают в горячей (50—60°С), а затем в холодной проточной.

. показателям: склонности металла шва к образованию горячих и холодных трещин, склонности к … б) вертикальные, менее удобные для сварки и выполняемые короткой дугой и снизу вверх

После сварки следует проковать шов: при толщине 4^-5 мм — в холодном состоянии и при большей толщине — после подогрева до 300—400 °С с последующим отжигом.

Точечная сварка сеток и каркасов из стали, подвергнутой холодной обработке, должна производиться только на жестких режимах, т. е.

Читайте так же:
Предел длительной прочности стали

Существует также холодная сварка, которая состоит в том, что металлическая пыль смешивается с полимерной смолой.

Ручная дуговая сварка высокоуглеродистых сталей не рекомендуется. … Различают два вида трещин в шве и зоне термического влияния: горячие и холодные.

Не должны производиться сварка и резка внутри сосудов с закрытыми люками или … При проведении сварочных работ на открытом воздухе в холодное время года спецодежда должна.

Если заполняющая труба медная, то герметизация обычно осуществляется обжимным устройством, который сминает трубу и обеспечивает ее холодную сварку.

Существует сварка давлением без предварит. нагрева или с незначит, нагревом (холодная, ультразвуковая, взрывом) и с нагревом металла в месте соединения до.

Холодная сварка для труб отопления: возможности использования при ремонтах труб и радиаторов, выполненных из различных металлов

Холодная сварка – достаточно универсальный способ осуществления ремонта различных изделий из металлов, особенно если такой ремонт необходимо осуществить быстро и в короткие сроки ввести изделие снова в эксплуатацию. Не являются исключением и случаи с трубами и радиаторами отопления, когда они неожиданно дают течь. В этом случае холодная сварка может стать хорошим подспорьем при выполнении ремонтных работ в тот период, когда отопительный сезон не закончен, либо когда возникла необходимость срочно осуществить ремонт практически без остановки процесса отопления жилого или нежилого помещения.

В настоящее время встречается достаточно большое количество различных вариантов холодной сварки, которая может использоваться для разных видов материалов. По своему виду холодная сварка – это специальный клеящий состав, в котором могут присутствовать различные примеси или наполнители в зависимости от тех видов металлов, которые будут соединяться с помощью данного состава.

Возможности использования холодной сварки для ремонта труб отопления

Использование холодной сварки возможно для стали, чугуна, меди как видов металлов, из которых изготавливаются трубы и радиаторы отопления.

Однако следует помнить, что при осуществлении ремонта труб отопления с помощью холодной сварки вне зависимости от того идет ли речь о стальных трубах, чугунных или медных, данная мера является временной, так как по окончании отопительного сезона или эксплуатации отопительных приборов потребуется провести качественный ремонт с использованием сварки в прямом смысле этого слова.

Правила выбора клеящего средства для труб отопления

Если необходимо осуществить ремонт труб отопления (а в данной сфере холодная сварка используется именно для этого процесса), необходимо уделить внимание тщательному подбору клеящего состава, так как это позволит получить максимальный результат, с точки зрения качества выполненного ремонта. К таким правилам относятся:

  • подбор клеящего состава в соответствии с материалом, из которого были изготовлены подлежащие ремонту трубы (в зависимости от металла, который был использован для изготовления труб, подбирается наполнитель клеящего состава, так как для каждого вида металлов следует подбирать свой наполнитель);
  • выбор клеящего состава в зависимости от срока его застывания посредством полной полимеризации состава после нанесения на ремонтируемый участок. Чем меньше время полной полимеризации, тем раньше возможно будет использовать трубу отопления или радиатор по его прямому назначению. Однако в рекомендациях к разным видам холодной сварки содержится указание на то, что использовать трубы или радиаторы возможно только по истечении не менее суток с момента совершения такого ремонта;
  • клеящие характеристики, связанные с тщательностью предварительной подготовки ремонтируемого участка. Дело в том, что нередко подготовить трубу отопления или радиатор таким образом, чтобы состав наносился только на чистый металл, невозможно. В связи с этим при выборе холодной сварки необходимо уточнить информацию о том, насколько тщательно надо готовить саму трубу путем зачистки покрытия до металла либо возможно обойтись простым обезжириванием;
  • дополнительным фактором является объем клеящего состава, что влияет на возможность выполнения нескольких ремонтов (при необходимости) либо использование упаковки состава однократно.
Читайте так же:
Что сделать из трансформатора тока

Технологический процесс

Весь процесс ремонта радиаторов и труб отопления вне зависимости от того, из какого материала они изготовлены, осуществляется в два этапа: подготовительный и основной.

Подготовительные работы

Содержание подготовительного этапа зависит от того, какие требования предъявляет к ремонтируемому изделию сам клеящий состав, в том числе требование о наличии чистого металла, на который будет наноситься состав.

В том случае, если подготовительный этап отвечает требованиям о предоставлении клеящему составу доступа к чистому металлу, то он будет состоять из следующих шагов:

  • зачистка ремонтируемого участка до чистого металла. В случае с тонким слоем покрытия, например, лакокрасочного, можно обойтись щеткой по металлу. Однако в случае с толстым слоем покрытия может потребоваться механическая очистка с помощью специального круга и болгарки. В случае если ремонтировать предстоит старую трубу, то зачистка до металла должна осуществляться предельно осторожно;
  • после того как металл был очищен, следует обезжирить поверхность, например, с помощью, спирта или иных жидкостей, чей химический состав позволяет добиться чистоты металла. В случае если холодная сварка не требует обязательной очистки от лакокрасочных покрытий, сразу наступает шаг очистки путем обезжиривания. Само обезжиривание производится с помощью ватного тампона или иного материала. При этом желательно, чтобы такой материал был безворсовым, так как, в противном случае, его микрочастицы могут негативным образом сказаться на чистоте покрытия.

Основной этап

Следующий этап – основной, в ходе которого происходит сам ремонт с помощью холодной сварки, состоящий из следующих шагов:

  • подготовка клеящего состава. Она выносится в основной этап, так как требует очень быстрого выполнения всех необходимых действий в силу того, что сам состав застывает очень быстро, что может привести к потере им своих пластичных свойств еще до момента нанесения на ремонтируемый участок;
  • в случае если речь идет об однокомпонентном составе, необходимо отрезать кусок такого размера, чтобы хватило на покрытие того места, которое потребуется покрыть с целью выполнения ремонта. Этот кусок требуется размять до такой степени, чтобы получить пластичную массу, которая будет принимать ту форму, которая потребуется на ремонтируемом участке;
  • если речь идет о двухкомпонентном составе, необходимо в равных пропорциях смешать элементы такого состава, чтобы получить необходимую по качеству массу, после чего она будет готова к применению в рамках осуществляемого ремонта;
  • следующим шагом становится нанесение самого состава на ремонтируемый участок. Как уже говорилось выше, нанесение холодной сварки должно осуществляться быстро, иначе процесс полимеризации (то есть застывания) наступит гораздо раньше, в результате чего качественного соединения не получится;
  • после того как состав нанесен на ремонтируемый участок, этот участок необходимо защитить от воздействия окружающей среды. Выполнить это возможно посредством специального хомута или зажима, который надевается на тот срок, который указан на упаковке с холодной сваркой (это срок предельного затвердевания состава, после которого он приобретает свою максимальную прочность).

Как правило, после такого ремонта эксплуатировать изделие (трубу или радиатор) возможно не ранее, чем через восемь часов. Однако полная полимеризация, после наступления которой возможно полноценное использование изделия, происходит не раньше, чем через сутки. Этот период времени дается с учетом того, что труба отопления или радиатор будет использоваться путем его наполнения горячей водой.

При работе с холодной сваркой следует помнить о мерах безопасности для защиты кожных покровов рук – всю работу необходимо осуществлять в перчатках, а для того, чтобы состав не прилипал к рукам, поверхность необходимо смачивать водой (например, с помощью ватных тампонов).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector