Сварка давлением. Холодная сварка металлов.
В сварочном производстве длительное время применяются процессы, связанные с использованием высокочастотных источников тепла, при этом металл в местах соединения доводится до плавления или пластического состояния, в последние годы установили, что сварку можно производить при комнатных температурах, не нагревая металл, холодной сваркой. При холодной сварке соединения получаются в результате взаимодействия электронов и ионов, находящихся в узлах кристаллической решетки и определяющих прочность кусков металла. При сближении двух металлических поверхностей происходит объединение электронов, в результате чего возникают силы взаимодействия между поверхностями.
При достаточном сближении образуется общее электронное облако и, следовательно, единое соединение из двух кусков металла. В реальных условиях все металлы покрыты окислами и имеют неровности на поверхности, что существенно изменяет характер взаимодействия поверхностей при их сближении. При сближении поверхностей с неровностями сначала возникают сближения в отдельных, наиболее высоких точках.
При достижении определенной степени деформации происходит объединение отдельных точек контакта в общую площадь контакта. При этом важно чтобы в области контакта не возникали большие напряжения, способные разрушить соединение после удаления внешней нагрузки. На всех металлах, кроме благородных золото, платина и др в атмосферных условиях очень часто образуются пленки окислов, которые препятствуют образованию металлической связи.
Большую вредность соединяемым металлам приносят органические соединения масла. Для осуществления холодной сварки необходимо со свариваемой поверхности удалить окислы и загрязнения и сблизить эти поверхности на расстояние параметра критической решетки, что на практике приводит к значительным деформациям соединяемых металлов. Методом холодной сварки можно осуществлять соединения встык, внахлестку и в тавр. Перед сваркой поверхности, подлежащие соединению, обезжиривают и очищают вращающейся проволочной щеткой шабрением.
Встык свариваются проволоки внахлестку листы толщиной 0,2 15 мм. Соединения выполняются в виде отдельных точек путем вдавливания в металл с одной или двух сторон пуассонов или непрерывного шва вдавливанием штампа или прокатыванием ролика. Холодная сварка нашла широкое применение в производстве бытовых приборов чайников, кастрюль и т. п в приборостроении, для заварки оболочек алюминиевых кабелей, при изготовлении теплообменников, для холодильников и в других отраслях.
Ультразвуковая сварка металлов. В настоящее время ультразвук находит широкое применение для исследования некоторых физических явлений и свойств веществ. Ультразвуковые колебания используют также для обработки металлов и дефектоскопии. В сварочном производстве ультразвук можно использовать в различных целях. Например, воздействуя им на сварочную ванну в процессе кристаллизации, можно улучшить механические свойства металла шва его можно использовать и для удаления газов.
Ультразвук может быть источником энергии для создания точечных и шовных соединений. Сварка взрывом. В последние годы проведены исследовательские работы по использованию энергии взрыва для соединения сварки однородных и разнородных металлов в твердом состоянии. Сущность этого способа сварки состоит в том, что на жесткое основание укладывают пластину, к которой нужно приварить вторую с расположенным на ней зарядом взрывчатого вещества. Пластины в момент взрыва устанавливаются не параллельно, а под небольшим углом друг к Другу. Энергия взрыва сообщает большую скорость верхней пластине и в результате удара пластин образуются зеркально-чистые поверхности и пластины соединяются. Разработка процесса сварки взрывом находится в начальной стадии, и поэтому трудно определить области применения этого способа.
Однако уже сейчас сварку взрывом можно использовать для проката биметалла, т. е. металла, состоящего из двух слоев, при сварке заготовок и некоторых деталей из разнородных металлов.
Диффузионная сварка. Диффузионная сварка осуществляется в твердом состоянии металла при повышенных температурах с приложением сдавливающего усилия к месту сварки. Использование повышенных температур при диффузионной сварке позволяет уменьшить сопротивление металлов пластическим деформациям. Вследствие этого имеющиеся в зоне действительного контакта выступы на металле деформируются при значительно меньших нагрузках, что облегчает сближение атомов металла на всей площади свариваемой поверхности.
Сварка металлов трением. Сварка металлов трением происходит в твердом состоянии при воздействии тепла, получаемого от трения поверхностей свариваемого изделия. Трение поверхностей осуществляется путем вращения или возвратно-поступательного перемещения свариваемых деталей, сжимаемых определенным усилием. 6.