Для получения качественного соединения перед сваркой материал необходимо тщательно зачищать от окисных пленок и обезжиривать от любых органических пленок. Даже прикосновение пальцев рук резко снижает прочность сварного соединения. Прочность соединения способом холодной сварки зависит от относительной глубины вдавливания пуансона и качества подготовки поверхности.
Рис. 19.
Схема холодной сварки с односторонним деформированием деталей:
1 – свариваемые детали; 2 – прижим;
3 – пуансон; 4 – основание.
Минимальная глубина вдавливания инструмента определяется свойством материала.
Холодная шовная сварка
Для холодной шовной сварки применяют специальные ролики. При этом способе сварки металл деформируется вдавливанием в него рабочих выступов вращающихся роликов (рис 20). Для сварки прямых листов непрерывные швы непригодны, т. к. уменьшают сечение деталей и по этой линии может происходить излом. Поэтому такой способ используют для сварки кольцевых и продольных швов в замкнутых контурах.
Для различных металлов и их сплавов разработаны технологические приемы холодной шовной сварки. Например, для алюминия и его мягких сплавов рекомендованы следующие параметры:
• диаметр роликов – 50 S;
• ширина рабочего выступа ролика – (1–5) S;
• высота рабочего выступа ролика (0,8–0,9) S,
где S – толщина свариваемых деталей.
Для сварки алюминия и мягких сплавов толщиной 2+1,5 мм усилие, прилагаемое к роликам в рабочем режиме, равно 1,8 тс. Используют два типа шовной сварки:
• с односторонним деформированием металла;
• с двухсторонним деформированием металла.
Рис. 20.
Схема холодной шовной сварки:
1 – свариваемые детали; 2 – ролики;
3 – рабочие выступы роликов
Холодная сварка встык
При этом способе сварки соединяемые детали закрепляют в специальных зажимах, расположенных соосно, а торцы свободных, выпущенных из зажимов концов деталей, примыкают один к другому. При осевой осадке выпущенные концы пластически деформируются, и в месте стыка образуется сварное соединение. Место сварки всегда имеет характерное утолщение по стыку. Величина свободных выпущенных концов зависит от свариваемых сечений и материала деталей.
Используют два типа зажимных устройств:
• с затрудненным истечением металла;
• со свободным истечением металла.
Схемы зажимных устройств показаны на рисунке 21.
Холодная сварка сейчас находит широкое применение благодаря простоте использования. Для соединения методом холодной сварки используют любые прессы (винтовые, гидравлические, рычажные, эксцентриковые и т. п.) как общепромышленного, так и специального назначения.
Достоинства холодной сварки:
• простота и доступность оборудования (например, любые прессы);
• низкая квалификация персонала;
• отсутствие вредных выделений при сварке;
• возможность сварки пластичных металлов без нагрева;
• высокая степень механизации процесса;
• малый расход энергии;
• высокая производительность.
Рис. 21.
Схема зажимов для стыковой холодной сварки:
1 – с затрудненным истечением металла;
2 – со свободным истечением
Недостатки холодной сварки:
• большие удельные давления;
• относительно малый диапазон толщин материалов при сварке (0,2–15 мм);
• невозможность сварки высокопрочных металлов.
Сварка взрывом
Сварку взрывом можно отнести к видам сварки с оплавлением, при кратковременном нагреве на воздухе, так как на отдельных участках наблюдаются зоны металла, нагретые до оплавления. Однако на других участках температура может быть невысока, и здесь процесс приближается к холодной сварке.
Большинство технологических схем сварки основано на использовании направленного (кумулятивного) взрыва.