Что представляет собой холодная сварка для алюминия?

Алюминий – это легкий металл, который применяется в промышленности на протяжении десятилетий. За это время стало ясно, что холодная сварка для алюминия и его сплавов представляет единственно возможный способ соединения. Так, например, диффузионная сварка для алюминия не подходит.

Холодная сварка является полимерным составом, который способен склеивать металл при нагревании.

Что такое холодная сварка

Холодная пайка представляет собой метод соединения, который производится под давлением. При таком способе металл не нагревается, происходит соединение деталей способом пластической деформации. Соединение происходит в результате создания связей между атомами заготовок. Совершается процесс прямо в помещении. Никакие источники нагрева, которые использует сварка дуговая, не применяются. Технология соединения алюминия холодным способом делится на следующие методы:

Инструкция по использованию холодной сварки.

• стыковая сварка;
• точечное соединение;
• шовное соединение.

При стыковом соединении алюминиевые заготовки помещаются в специальные губки и зажимаются там. Затем к ним прикладывается усилие, направленное по оси. Оно деформирует концы деталей, выпущенные из зажимов. Иногда используют специальные направляющие втулки с пуансонами-толкателями. Такая схема обладает несколькими недостатками:

• не поддаются соединению длинные детали;
• часть детали, находящаяся во втулке, деформируется;
• трудно удалять облой с деталей;
• при извлечении после соединения деталей возникают трудности.

Для сварки применяются ролики, которые прокатываются и сдавливают заготовки. Получается холодный метод соединения. Давление может создаваться единственным роликом. Такая сварка называется односторонней. Часто давление создают два ролика. Это двухсторонний метод соединения деталей.

Точечная сварка производится как на закрепленных деталях, так и без их зажатия.

Шовный способ может проводиться при формировании точек, стоящих вплотную друг к другу и образующих непрерывный шов. Применяется такой метод в тех случаях, когда на изделии нет отбортовки.

Прямой шов оказывает негативное влияние на работоспособность изделия. Полосы из алюминия, соединенные таким швом, свободно перегибаются по нему. Это недопустимо практически во всех случаях.

Типы и марки алюминия

Таблица характеристик алюминиевых сплавов.

Плавление чистого алюминия происходит при температуре 657 градусов. При разогреве этого металла на его поверхности образуется окись, с которой трудно справиться. Расплавить ее можно при нагревании металла до 2060 и более градусов. Чистый алюминий соответствует ГОСТ 11069-64. В промышленности используют алюминий чистый и его сплавы с магнием и кремнием, медью и марганцем. Сплав АЛ2 содержит в себе 4-5% меди, АЛ7 содержит 10-13% кремния, АЛ8 – 9,5-11,5% магния.

Все сплавы с кремнием называются силуминами. Часто они применяются при изготовлении деталей сантехнического назначения. Дюралюмины – сплавы, используемые в самолетостроении. Силумины и чистый алюминий хорошо свариваются. Дюралюмины на это идут плохо: швы после соединения трескаются, прочность деталей падает. До наших дней самым распространенным способом сварки алюминия считался способ сварки под аргоном электродами плавящимися и неплавящимися. Такое соединение под слоем аргона или гелия ведется электродами из вольфрама диаметром 2-6 мм. Сварка производится установками УДГ-300, УДГ-500.

Соединение деталей плавящимся электродом ведется с применением присадочной проволоки, выполненной из алюминия и сплавов. Диаметр проволоки должен быть 1,5-2,5 мм. Электроды лучше использовать ОЗАНА-1 и ОЗАНА-2. Хранить их нужно в сухом месте в упаковке, куда не проникает вода. Контактная сварка алюминия дает высокое качество при деталях толщиной 5-7 мм. Соединение алюминиевых деталей любым из способов должно проводиться в чистом цехе, где нет пыли. Температура воздуха – 18-22 градуса. При лазерной сварке алюминия резко снижается коробление деталей.

Рисунок 1. Наиболее удобной в применении является жидкая холодная сварка в тюбике

Существует особый вид холодной сварки, который представляет собой колбаску или состав в тюбике (рисунок № 1), состоящий из разных частей. Субстанция отрезается по величине и тщательно разминается в руках, как пластилин. Через несколько минут образуется эластичная масса, которой можно заделать трещину или даже дыру в изделии. Этим способом пользуются для ремонта радиаторов из алюминия.

Соединение алюминиевых деталей односторонним и двухсторонним деформированием несколько уменьшает прочность изделия.

Схемы соединений показаны на рисунке № 2. Для соединения холодным способом нужны прессы, развивающие усилие 50-100 тс.

Точечная холодная сварка шин из алюминия 5х5 мм выполняется на установке УГХС-5. Армирование выводов обмоток накладками из меди – на установке МХСА-50. Полуавтомат МХСА-4 сваривает корпус конденсатора с крышкой. Его производительность составляет 750 штук в час.

Технология сварки алюминия

Сварка сдвигом – так называется способ холодной сварки для алюминия. Происходит он путем сдавливания с тангенциальным смещением. При этом процессе все окисные пленки сдираются и образуются мостики соединения. Такой способ нашел применение в промышленных условиях при соединении оболочек кабелей, корпусов радиоприборов, различных каркасов и подставок для бытовых приборов, проводки в домах и троллейбусных проводов. Хорошие результаты получаются при сварке алюминия с его сплавами, если соблюдать чистоту поверхностей заготовок. При самых малых загрязнениях достижение хорошего качества соединения невозможно.

Для получения хорошего качества соединения необходимо приложить осадочное давление так, чтобы металл свободно мог вытекать с обеих сторон от места сварки. Только при выполнении этого условия можно добиться правильного смещения заготовок относительно друг друга. На листовом металле можно выполнить:

• прямой шов;
• круговой шов;
• непрерывный шов любой длины.

Рисунок 2. Схемы сварных соединений алюминиевых деталей.

Очистку поверхностей проводят стальными вращающимися щетками (рисунок № 3). Сваривать алюминий можно с разными металлами. Известна сварка алюминиевых труб, которая применяется довольно часто. В условиях лаборатории удалась попытка с помощью штампов осуществить сварку алюминия со сталью. За холодной сваркой видится большое будущее. Хотя разрабатываются новые методы применения токов высокой частоты, установки для работы получаются очень дорогостоящими, а коэффициент их полезного действия остается довольно низким.

Пайка и сварка могут проводиться под действием индуктированных токов. При сварке алюминия постоянным током можно поступать следующим образом:

• опустить 2 стержня в раствор щелочи;
• пропустить постоянный ток;
• минусовой стержень быстро разогревается;
• вынуть стержни и произвести осадку.

Такой способ применяется в лабораториях, но не нашел своего места в промышленности.

При проведении холодной сварки нет внешнего нагрева деталей. Это дает возможность соединять электропровода в изоляции, вести работы в огнеопасной среде, заделывать пробоины в емкостях, которые нельзя греть, также возможна сварка алюминия со сталью. При холодной сварке по алюминию удается сократить отходы металла в 10 раз. С помощью оборудования для сварки алюминия соединяют вместе медь и титан, другие металлы и сплавы, которые обладают пластичностью. Флюсы для сварки алюминия нужны далеко не всегда.

Рисунок 3. Для очистки свариваемых изделий понадобится металлическая щетка.

Точечная сварка способна соединять детали листовые до 15 мм толщиной. Стыковой метод соединяет прутки сечением до 30 мм и проволоку такого же диаметра. Сварке для алюминия под силу соединить прочным швом полосы из меди сечением 100х10 мм. Возможно стыковое соединение труб и других конструкций.

Шовной сваркой алюминиевых сплавов получают герметичный шов любой длины на деталях из листового материала.

При всех видимых и невидимых невооруженным глазом особенностях сварки алюминия холодные методы предназначены для условий стационарных. Оборудование может иметь гидропривод, механизм осадки, механизмы зажатия деталей.

Холодная сварка алюминия и его сплавов для использования в быту состоит из наполнителей, эпоксидных смол, серных добавок. Полимерный состав имеет свойство склеивать. Появляется оно при небольшом нагреве, который можно получить, разминая кусок вещества в ладонях в течение нескольких минут. После этого масса наносится на место соединения деталей.

Используется при выполнении мелкого ремонта сантехники, бытовых приборов, стояков, окон, радиаторов, глушителей, топливных баков.

После схватывания масса способна принять любую форму, если ее обработать. Полное схватывание происходит через 1-8 часов. После этого детали можно красить.

Некоторые марки холодной сварки

Осталось перечислить некоторые наиболее известные марки смесей для холодного соединения.

1. Abro Steel в переводе звучит как «пруток пластилина». Удобная для пользования смесь, немного расширяющаяся при затвердевании. Незаменима для проведения ремонта любых предметов сантехники.
2. Hi-Gear – та же масса, только в нее добавлено больше железных опилок. Упаковка та же, способ применения и скорость полимеризации те же.
3. “ERMATEX Cold Weld”состоит из 2 тюбиков. Универсальный, эффективный, но не очень удобный для пользования состав.
4. “ersaChem Magnum Steel” По своей прочности уступает очень многим своим аналогам.
5. “Эльф Филлинг” и “Титан” в 2 баночках. Создает на поверхности прочный соединительный слой.
6. “HENKEL Момент СуперЭпокси”. Соединение этим составом уверенно справляется с нагрузками, которые направлены на срез. Не рекомендуется применять в местах, где будут прилагаться нагрузки на разрыв.
7. “defal Trading S.A. Poxipol” Раскрученный бренд, очень популярен, но ничего особого собой не представляет.
8. “URTH Liquid Meta Fe 1” Шов справляется со многими нагрузками. Не рекомендуется применять в тех местах, где нагрузка будет идти на разрыв.

Это только несколько составов. На самом деле их в продаже много. Удачи в выборе!