Холодная сварка

Холодную сварку выполняют без нагрева, при нормальных или пониженных температурах. Метод холодной сварки основан на использовании пластической деформации, с помощью которой разрушают окисную пленку на свариваемых поверхностях и сближают свариваемые поверхности до образования металлических связей между ними. Эти связи возникают при сближении поверхностей соединяемых металлов на расстояние порядка нескольких ангстрем в результате образования общего электронного облака, взаимодействующего с ионизированными атомами обоих металлических поверхностей. Такое сближение достигается приложением больших удельных усилий в месте соединения. В результате происходит совместная пластическая деформация. Большое усилие сжатия обеспечивает разрушение пленки оксидов на свариваемых поверхностях и образование чистых поверхностей металла.

С помощью холодной сварки можно сваривать металлы, обладающие высокими пластическими свойствами при нормальной температуре. К этим металлам относятся: алюминий, золото, серебро, кадмий, свинец, цинк, титан, медь, никель, олово и их сплавы. Этот метод также применим для сварки разнородных металлов, например, меди с алюминием.

В недостаточно пластичных материалах при больших деформациях могут образоваться трещины. Высокопрочные металлы и сплавы холодной сваркой не сваривают, так как для этого требуются большие удельные усилия, которые трудно осуществить.

Если при сварке плавлением механизм образования соединения нагляден (например по расплавленным кромкам металла), то при холодной сварке давлением образование прочного соединения (схватывание) элементов происходит в твердой фазе. Таким образом, зона соединения недоступна для непосредственного наблюдения. В схватывании участвует огромное число атомов – до 1014 атомов/см2 со стороны каждого из металлов, а на скорость соединения влияет большое число внешних (температура, состав среды, давление) и внутренних (структура материала, механические свойства, состояние поверхности) факторов.

В проблему объяснения механизмов схватывания материалов в твердой фазе в конце XIX столетия внесли существенный вклад советские ученые: академики С. Б. Айбиндер, А. А. Бочвар, К. К. Хренов, профессора А. П. Семенов, Ю. Л. Красулин, К. А. Кочергин, В. П. Алехин и многие другие.

Получены расчетные данные, выдвинуты гипотезы, но единой теории образования сварочных соединений давлением нет.

Так, по гипотезе (энергетической) профессора А. П. Семенова, были введены количественные показатели процесса схватывания металлов, т. е. той минимальной степени деформации, при которой он начинается:

E = h/s ? 100 %,

где: h – минимальная глубина вдавливания пуансона, при которой начиналось схватывание;

s – минимальная толщина в месте схватывания;

E – относительная деформация схватывания.

Процесс схватывания в твердой фазе представляет собой топохимическую (химическая реакция на поверхности) реакцию, при которой между атомами соединяемых поверхностей вещества устанавливаются связи, аналогичные связям в объеме кристаллической решетки.

Таким образом, особенностью сварки в твердом состоянии является то, что для образования физического контакта и создания условия для химического взаимодействия материалов без расплавления к ним необходимо приложить механическую энергию.

Сварное соединение образуется только при условии выноса (выдавливания) из зоны контакта части поверхностного металла вместе с окисной пленкой. Было установлено, что прочность соединения зависит только от относительной пластической деформации металла и не зависит от времени выдержки в сжатом состоянии.

Холодной сваркой выполняют точечные, шовные и стыковые соединения.

Холодная сварка используется при производстве, например, герметизированных полупроводниковых приборов, различных корпусов, предметов хозяйственно-бытового назначения. При использовании ручных гидропрессов – в монтажных работах, например, для холодной сварки кабельных муфт и проводов в сетях электроснабжения.

Похожие книги из библиотеки

Выжигание по дереву. Техники, приемы, изделия

Если вы решили освоить искусство пирографии – выжигания по дереву, эта книга для вас. Свойства древесины, способы подготовки материала, необходимые инструменты и приспособления, основные приемы и техники выжигания, методы отделки готовых изделий, понятные иллюстрации – издание будет полезно не только начинающим, но и опытным мастерам.

Гравировальные работы. Техники, приемы, изделия

Если вы решили освоить искусство гравирования – художественной обработки металла, эта книга для вас. Свойства металлов, способы подготовки материала, необходимые инструменты и приспособления, основные приемы и техники гравирования, методы отделки готовых изделий, образцы графики – издание будет полезно не только начинающим, но и опытным мастерам.

Как сделать деревенский дом уютным и комфортным

Благоустроенный деревенский дом-усадьба подходит человеку любого темперамента: любителю тихого семейного бытия, индивидуалисту и активному, общительному последователю здорового образа жизни. Но все равно большинство людей в XXI веке предпочитают «дикой» романтике комфорт. Сбежавший из города в деревню Андрей Кашкаров, в течение пяти лет воссоздавший свое хозяйство в Вологодской области и прекрасно наладивший контакт с местными жителями, решил поделиться своими идеями по реконструкции дома и благоустройству придомовой территории, успешно воплощенными в жизнь, а также рассказал о многочисленных впечатлениях о российской глубинке.

Гостиная

Эта книга предназначена для тех, кто хотел бы собственными руками обустроить свою гостиную, сделав ее уютной и удобной. Здесь вы найдете исчерпывающие советы по созданию гармоничного интерьера, удобному освещению, размещению ковров, цветов и картин, а также других мелочей, которые превратят вашу гостиную в комфортабельную комнату, удовлетворяющую потребностям каждого члена семьи. В этой книге также даны подробные рекомендации по ремонту гостиной, которые помогут осуществить задуманное вами преобразование. Методы, описанные здесь, вполне доступны каждому. Надеемся, что эта книга поможет вам подойти к обустройству гостиной творчески, а ремонтные работы доставят истинное удовольствие.