чем заварить металл без сварки
Сварка без сварки – сварочный карандаш
В статье мы расскажем в форме презентации, как родилась и развивалась идея создания сварки без сварки, а также пайки и резки без специального оборудования. Что такое сварочный карандаш и с чем его едят? Также расскажем о разработках отечественных ученых и зарубежных стартапах.
Как все начиналось…
Германия в 30-х годах ХХ века являлась лидер ом в области термитных технологий сварки.
Свое бурное развитие технология получила в первую очередь в деле тигельной сварки –теперь соединить две части железнодорожной рельсы не составляет труда.
Если вкратце, приспособление для сварки состоит из:
Способ промежуточного литья (до, в процессе и после заливки)
Изобретение карандаша
В конечном итоге, данные технологии привели к рождению идеи компактного сварочного инструмента в форме стержня- карандаша.
Однако при воплощении идеи в жизнь «первопроходцев» ожидала неудача. Дело в том, что при быстром остывании смеси в сварочной ванне после прекращения горения карандаша, шлак и металл перемешиваются и материал становится хрупким.
В результате, основанные на алюминиевом термите смеси так и не дали позитивного результата и в профессиональной среде, и в литературе модель «карандаша» была признана «не реализуемой» и долгое время никто этой проблематикой не занимался, пока не появился профессор, доктор технических наук, академик Лебедев Владимир Георгиевич.
Случайно познакомившись с идеей, вначале он рассчитал математическую модель, а затем реализовал химическую, на основе медного термита, при которой пара металл –шлак разъединяются в процессе образования припоя-сплава.
Открытые публикации В.Г. Лебедева в российских изданиях стали основой создания нескольких сварочных инструментов, присутствующих на рынке России.
Сварочные карандаши Шквал и Оксал производятся в Санкт-Петербурге и применяются для сварки, пайки и резки без применения какого-либо специального газосварочного или электросварочного оборудования.
Автономная мобильная сварка –карандаш СК-1, Москва
TEC Torch Promotion
Есть и зарубежный аналог (стартап в США) TEC Torch Promotion – термитное режущее устройство со сменным картриджем (устройство стоит 300$; картридж – 50$).
В Америке TEC Torch используется в качестве компактного инструмента, который могут использовать в своей работе американские правоохранительные органы, военнослужащие, мчсники. TEC Torch может открыть любую дверь за считанные секунды, что может спасти жизни людей, попавших в форс-мажорные обстоятельства.
Термитный резак в действии
Время сгорания картриджа всего несколько секунд – оптимальное время для проведения оперативного вмешательства. Картридж Rod Cutter может прожечь насквозь стержень диаметром до 2 см (при этом не важно, что перед вами, закаленная, низкоуглеродистая или нержавеющая сталь), а картридж Plate Penetrator способен вырезать отверстие до 1 см в металлической пластине толщиной до 1,3 см. Для выполнения сложных задач может потребоваться несколько картриджей или их комбинация.
Смотрите видеоролик, демонстрирующий возможности инструмента
Зарубежный аналог – DISARM CO (Разоружающий)
Факел в гильзе – прожиг до 3 мм (цена 30 евро)
Прожиг с помощью тигеля до 10 мм ( цена 200 евро)
Это если вкратце о наработках «проклятых буржуев», а вот что можно реально приобрести для выполнения разовых бытовых задач.
Сварочный карандаш Лебедева «Элькас»
Автономный сварочный инструмент НЕ ТРЕБУЕТ
Все что необходимо для сварки – солнцезащитные очки, зажигалка и сам карандаш.
Материал шва- легированная бронза.
Толщина свариваемых деталей: 0,3-6 мм
One thought on “ Сварка без сварки – сварочный карандаш ”
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Cтоит ли ПОКУПАТЬ, отзывы сварщиков:
Холодная сварка металла
Общие сведения о традиционной холодной сварке
Холодная сварка представляет собой способ соединения деталей без нагрева какими-либо внешними источниками при комнатной температуре. Она применяется в случаях, когда физически или экономически нецелесообразно выполнять сварку с предварительным нагревом ввиду больших габаритов изделия, возникновения значительных внутренних напряжений или опасности коробления, например, газовую сварку своими руками. Выполняется холодная сварка по металлу при помощи специальных устройств, способных вызывать одновременную направленную деформацию заранее очищенных поверхностей в сочетании с нарастающим напряженным состоянием, способствующем образованию монолитного высокопрочного соединения. Таким способом можно соединять кадмий, серебро, цинк, алюминий, железо, медь, никель, свинец. Большим преимуществом холодного метода является соединение разнородных металлов, образующих интерметаллиды или чувствительных к нагреву.
Соединяемые детали сваривают внахлест путем вдавливания в металл пуансонов с одной или двух сторон. Соединения могут выполняться в виде непрерывного шва или отдельных точек. Наличие зоны обжатия около вдавливаемого пуансона способствует уменьшению коробления детали и повышению напряженного состояния в зоне сварки, что влечет за собой образование периферийного провара за площадью отпечатка пуансона. Недостатком являются возникающие технические затруднения, связанные с устранением протекания металла между прижимом и пуансоном и созданием двух больших давлений на малой площади поверхности. Этим способом можно сваривать малопластичные материалы.
Роликовая сварка
Роликовая (шовная) сварка представляет собой еще один способ соединения деталей, характеризующийся непрерывностью монолитного соединения. Заготовки располагаются между роликами и обжимаются ими при полном погружении рабочих выступов в металл. После этого ролики начинают вращать. Изделие перемещается, а рабочие выступы, последовательно внедряясь в металл, вызывают его интенсивную деформацию. В итоге образуется непрерывный монолитный шов.
Недостатки роликовой сварки
Недостатком является свободное затекание металла вдоль оси шва, что затрудняет образование достаточного напряженного состояния материала в зоне соединения. При необходимости его повышения увеличивают диаметр роликов. Роликовую сварку можно выполнять на металлорежущих станках, например фрезерных, а в случае необходимости сварки тонких пластичных металлов — на ручных настольных станках.
Рациональность в применении
Наиболее рационально применять холодную сварку по металлу при массовом производстве одинаковых деталей и в электротехнике, где с ее помощью можно соединять медные детали с алюминиевыми, с обеспечиванием надежного электрического контакта в разъемных соединениях.
Сварка цветных металлов сильно отличается от сваривания стали. Подробнее можно прочитать в этой статье.
Научиться варить совсем несложно. Интересную литературу вы найдете по https://elsvarkin.ru/prakticheskoe-primenenie/literatura-po-svarke/ ссылке.
Клей-паста — для сваривания металла
В последние годы появился еще один вид холодного метода сваривания. Этим термином называют особый клей-шпаклевку с добавлением стального порошка, обладающий сверхвысокой адгезией к большинству материалов, используемых в ремонте и строительстве (металл, пластик, стекло, дерево, керамика и т. д.).
Такой холодный метод соединения стали характеризуется высокой устойчивостью к воздействию различных агрессивных сред. Холодной технологией сваривания очень просто пользоваться, поэтому она находит применение при ремонте бензобаков, глушителей, радиаторов, головок блока цилиндров, аккумуляторов в автомобиле, а также для ремонта мебели, аквариумов, сантехники, зеркал, инструментов и т. д. Очень удобна при ремонте труб водоснабжения. Обладая свойством увеличиваться в объеме при затвердении, она выступает в качестве пробки при ликвидации вытекания жидкостей из любых агрегатов. После высыхания образуется соединение, по прочности сравнимое с горячей сваркой, что позволяет выполнять последующую токарную обработку, сверление, нарезку резьбы и окрашивание. Отломанную или потерянную деталь можно легко восстановить, вылепив ее руками.
Холодная сварка для металла инструкция
Соединяемые поверхности или место ремонта очистить от грязи и ржавчины крупнозернистой наждачной бумагой, по возможности обезжирить (ацетоном и т. п.) и просушить.
Отрезать необходимую по объёму часть состава и тщательно смешать оба компонента пальцами до образования равномерной массы.
Нанести полученную смесь на ремонтируемую поверхность. Для склеивания деталей нанести массу на обе склеиваемые поверхности, прижать и зафиксировать на 40 — 45 мин. При использовании на замасленных или влажных поверхностях смесь следует пригладить возвратно-поступательными движениями до ощущения её прилипания к поверхности(прочность соединения при этом снижается на 20 — 25 % для замасленных поверхностей).
Чтобы разгладить поверхность или придать ей необходимую форму, можно использовать плоские предметы, смоченные водой.
ВНИМАНИЕ!
Клей для металла mastix
Период жизнеспособности пластилина составляет 25 — 30 минут при +20 °С. В условиях, обеспечивающих отвод выделяющегося тепла время жизнеспособности увеличивается, при нагреве – уменьшается.
Состав схватывается в течении 40 — 45 минут при +20°С. На этот период необходимо обеспечить взаимную фиксацию соединяемых деталей.
По истечении 2 — 2,5 часов соединение можно подвергать любым механическим обработкам и нагрузкам.
Меры безопасности
Ни в коем случае не допускать попадания компонентов стержня на кожу и в глаза. При попадании в глаза следует промыть их водой и сразу обратиться к врачу. Для исключения попадания на кожу следует использовать защитные перчатки. Запрещено использовать на поверхностях, непосредственно контактирующих с продуктами питания.
Цена холодной сварки для металла достаточно низкая, но судя по отзывам, данная технология с лихвой позволяет окупить потраченные вложения.
Как правильно пользоваться холодной сваркой
Холодная сварка является хорошим методом, позволяющим соединить составные части металла без нагревания. Холодная сварка отличается простотой и доступностью, позволяет получать прочные и надежные соединения из пластичных металлов. Стоит проанализировать процесс холодной сварки детальнее, а также типы материалов и рекомендации по их использованию.
Разновидности холодной сварки
Есть два типа сварки: однокомпонентная и двухкомпонентная. Если сравнивать 1-компонентную и 2-компонентную сварку, то особого отличия в качестве сварного шва между ними не имеется.
Но, если почитать отзывы потребителей, то большинство все же выбирает двухкомпонентную сварку. Она применяется при исполнении наиболее трудоемких работ, когда требуется повышенная прочность на выходе.
По консистенции, составным компонентам отличают последующие типы сварки:
По области использования:
Особенности сварки
Холодная сварка – высокопластичный клей. Изготовляется на базе эпоксидной смолы с двухкомпонентной структурой. Характерен длительный срок сохранения. Применяется кроме того однокомпонентный, который необходимо предельно быстро применять, поскольку он высохнет.
Сегодня на рынке продаются составы, которые выдерживают высокие температуры. От этого и название высокотемпературная холодная сварка. По цене они относятся к не самым дешевым, но считаются хорошим решением, если прочие виды сварки по определенным обстоятельствам неосуществимы.
Холодная сварка эксплуатируется не только людьми, которые самостоятельно делают ремонт в доме, но и автолюбителями. Скрепленные подобным способом детали будут служить длительный период, только при отсутствии постоянных нагрузок.
Руководство по использованию
Применять это вещество необходимо с соблюдением советов изготовителя, которые показаны в инструкции. Пользоваться ей достаточно просто, поэтому возможно соединять, в том числе и треснувшее стекло. Для данных целей имеется бесцветная сварка.
Чтобы сделать надежный шов, необходимо правильно соблюдать последующие правила:
Вот подобная простая методика может стать незаменимой в бытовом применении, которая при соблюдении инструкции не уступает классическим методам сварки.
Сварка разных материалов
Сварка для пластмассы
Холодная сварка для металла
Чинить можно сантехнические приборы, а конкретно для устранения течи. Однако насколько бы прочным оно не было, постоянно необходимо помнить, что оно служит только, чтобы ликвидировать возникшую проблему лишь на время.
Сварка для дерева
Применяется строителями либо специалистами по дереву. С помощью такому виду можно ликвидировать образовавшиеся трещины.
Сварка аква
Этот тип подойдет для склеивания поверхностей, которые постоянно контактируют с водою. С ее помощью можно не лишь заполнить глубокие трещины, однако и склеить 2 детали крупного размера. Сварка аква применяется в работе сантехников для склеивания батарей, труб, вентиляции.
Холодная сварка для линолеума
Применяется когда, следует осуществить соединения изделий, произведенных из жесткой резины. Безусловно, что обширное использование такая сварка обнаружила при исполнении ремонтных трудов. Необходимо выделить, что соединения линолеума, полученные с ее помощью, значительно превышают по собственным характеристикам те, для исполнения которых применялись клей либо двухсторонний скотч.
Советы опытных сварщиков
Для наилучшего сцепления деталей, рекомендовано наносить клей на мокрую поверхность. Метод более востребован в проблемах с протечкой труб. Поэтому при исполнении ремонтных работ можно воду не перекрывать.
Есть несколько полезных советов, которые стоит запомнить:
Плюсы холодной сварки:
Выводы
Подведя итоги, стоит отметить, что холодная сварка — это уникальный метод соединения разных по составу и прочности металлов. Его использование подразумевает соблюдение некоторых специфических условий, но это не мешает пользователям применять ее повсеместно, при этом положительно отзываясь о ее характеристиках.
Читайте также другие полезные статьи:
Видео-советы как пользоваться холодной сваркой
Холодная сварка металлов – никакого волшебства!
Холодной сваркой называется соединение металлов в твердой фазе, достигаемое совместным пластическим деформированием соединяемых элементов без применения нагрева. Процесс осуществляется на воздухе при комнатной температуре, которая для большинства материалов ниже температуры рекристаллизации (чаще всего – путем приложения давления). Поэтому в ГОСТ 2601 данный способ имеет следующее определение:
Холодная сварка сварка давлением при значительной пластической деформации без внешнего нагрева соединяемых частей
ВНИМАНИЕ! Если вы искали клей «холодная сварка» см. статью «Холодная сварка» – клей, но не сварка
Содержание
Холодная сварка металлов – экскурс в историю
Холодная сварка металлов известна с древних времен. Как показывают археологические исследования и исторические хроники – «Колосс Родосский» был снаружи покрыт тонкими медными листами, которые были соединены между собой с использованием холодной сварки. То есть данная технология была применена и при создании шедевров античного периода.
В Национальном музее в Дублине (Ирландия) хранятся золотые коробочки, которые по заключению экспертов, изготовлены в эпоху поздней бронзы с применением данного способа.
В 1724 году священником Дезагюлье (J. L. Desaguliers) был представлен способ соединения свинца с помощью холодной сварки. Опыт заключался в том, что два свинцовых шарика диаметром около 25 мм сдавливали вместе и вращали, в результате они соединялись. Последующие попытки разорвать данное соединение и измерить величину разрыва с помощь весов показали, что прочность соединения некоторых образцов оказалось ничем не хуже основного металла. Результаты данных опытов были опубликованы в научных журналах.
На данный способ получения соединения впервые всерьез посмотрели в 1940-х годах, именно в это время ученые обнаружили странный эффект взаимодействия нескольких кусков одного и того же металла в абсолютном вакууме – при наличии чистых плоских граней они притягиваются.
В настоящее время она успешно применяется для соединения изделий из пластичных металлов, таких как медь, алюминий, свинец, олово, никель и др.
Что такое холодная сварка?
Холодная сварка – процесс, при котором происходит соединение двух твердых тел без нагрева свариваемых деталей на стыке соединения. Отличительной особенностью холодной сварки металлов является отсутствие фазы расплавления.
На первый взгляд, холодная сварка может показаться волшебством. Многие люди не могут понять, как может производится процесс соединения без нагрева, электрического тока или специальных растворов. Если посмотреть видео – у многих возникает мысль: «Это что-то магическое». На самом деле никакой магии нет.
Метод холодной сварки основан на использовании пластической деформации, с помощью которой разрушают на свариваемых поверхностях хрупкую пленку окислов. В настоящее время известно, что сила сцепления от контакта может быть значительно увеличена благодаря сильному сжатию деталей между собой, увеличению времени контакта, повышению температуры деталей, а также от комбинирования вышеперечисленных факторов.
Основная трудность подготовки поверхности деталей заключается в тщательном удалении с нее органических и окисных пленок. Органические пленки – это тонкие пленки масел, жирных кислот и парафинов, покрывающие свариваемые поверхности. Препятствуют сцеплению также пленки адсорбированных на поверхности газов.
При контакте с кислородом или другими реактивными веществами происходит образование поверхностных слоев, которые в значительной мере или полностью исключают вероятность возникновения эффекта холодной сварки. Ведь именно образующаяся из-за содержания кислорода в воздухе на поверхности металла оксидная пленка не дает соединиться свариваемым деталям в нормальных условиях. Кстати, даже при помещении в вакуум оксидная пленка не исчезает, то есть поверхность металла требует дополнительной очистки.
При холодной сварке металлы соединяются благодаря совместному пластическому деформированию по поверхности их взаимного контакта. Образование цельнометаллического соединения происходит за счет возникновения металлических связей между соединяемыми металлами. Эти связи возникают между атомами при сближении поверхностей соединяемых материалов в результате образования общего электронного облака, взаимодействующего с ионизированными атомами обеих металлических поверхностей. Сварное соединение образуется только путем деформации, без нагрева извне. Это обстоятельство позволяет сваривать термически разупрочняемые материалы без нарушения их физических свойств. Отсутствие нагрева исключает опасность образования хрупких интерметаллических прослоек в зоне контакта разнородных металлов (например, алюминия и меди). Холодную сварку можно выполнять во взрывоопасной среде, возможна герметизация объектов, нагрев которых недопустим (это широко используют в промышленности).
В реальных условиях нет идеально чистых и гладких металлических поверхностей. На них имеются неровности, выступы, окисные, адсорбированные пленки, органические пленки, которые препятствуют сближению поверхностей на расстояния действия межатомных сил. Поэтому получение сварного соединения возможно только при значительных пластических деформациях, приводящих к сминанию выступов, разрушению и раздроблению поверхностных слоев и их удалению из зоны сварного соединения вследствие пластического течения. В результате в контакт вступают по всей свариваемой поверхности чистые слои металла, между которыми образуется металлическая связь.
Исследования показали, что даже у самых гладких поверхностей металлических деталей есть шероховатости, и именно эти высокие точки прикасаются к противоположной детали. В процессе образования сварного шва фактически участвуют лишь несколько тысячных долей процента площади поверхности детали, но этих микроскопических участков вполне достаточно для создания мощных молекулярных соединений. Так что при соблюдении необходимых показателей гладкости свариваемых поверхностей деталей между точками соприкосновения создается мощнейшая связывающая сила.
Снижение прочности сварного соединения за счет уменьшения толщины металла в месте соединения до известной степени компенсируется повышением прочности деформированного металла, получающего наклеп. Например, предел прочности технически чистого алюминия в зоне максимальной деформации возрастает примерно в два раза.
Виды материалов пригодных к свариванию
Применение холодной сварки ограничивается физическими свойствами материалов и пригодна для различных металлов и их сплавов, достаточно пластичных при комнатной температуре:
Пластичность соединяемых материалов может быть повышена подогревом до соответствующей температуры. Так, например, высокопрочные алюминиевые сплавы при температуре 300-350°С свариваются за счет соответственно направленной пластической деформации подобно чистому алюминию при комнатной температуре.
Если на металл нанести твердые пленки электролитическим способом, например на медь пленку твердого никеля, или принять меры к предотвращению загрязнения, выполняя холодную сварку сразу же после окончания обработки механической щеткой, то в этих случаях связь происходит при значительно меньших деформациях.
Свариваемость при данном способе может быть оценена максимальной остающейся толщиной металла в месте соединения, выраженной в процентах по отношению к первоначальной толщине детали до сварки.
Параметры режимов холодной сварки
Основной параметр, определяющий процесс – величина деформации в месте соединения, которая зависит от свойств металла, его толщины, типа соединения и способов подготовки поверхностей.
Основными параметрами режима холодной сварки являются:
Величина удельного давления выбирается в зависимости от физико-механических свойств свариваемых материалов. Рекомендуемое удельное давление при стыковой холодной сварке:
Усилие зажатия образцов в зажимах с насечкой должно превышать усилие осадки для алюминия более чем на 50%, а для меди – более чем на 80%
| Металл | Относительная глубина вдавливания пуансона, % |
|---|---|
| Алюминий | 55 – 60 |
| Алюминиевые сплавы | 75 – 80 |
| Медь | 85 – 90 |
| Олово | 85 – 88 |
| Титан | 70 – 75 |
| Серебро | 82 – 86 |
| Армко-железо | 85 – 92 |
| Свинец | 80 – 85 |
| Никель | 85 – 90 |
| Индий | 10 – 15 |
Величина вылета стержня составляет:
Степень необходимой деформации при холодной сварке разнородных материалов определяется свойствами того из свариваемых металлов, при соединении которого требуется меньшая деформация. Этим пользуются при необходимости сварить малопластичные материалы, применяя прокладки из пластичных металлов.
Предварительные исследования свариваемости показывают следующие результаты:
| Металл | Свариваемость в % |
|---|---|
| Алюминий особо чистый | 40 |
| Алюминий технически чистый | 30 |
| Дюралюминий | 20 |
| Кадмий | 16 |
| Свинец | 16 |
| Медь | 14 |
| Никель | 11 |
| Цинк | 8 |
| Серебро | 6 |
Из этих данных видно, что наилучшие результаты холодной сварки дают алюминий и алюминиевые сплавы, удовлетворительные результаты дает медь. Довольно удовлетворительную свариваемость дает никель, имеющий высокую температуру плавления (1450°С).
Условия получения надежного сварного соединения
Надежное сварное соединение холодной сваркой может быть получено при соблюдении следующих условий:
Виды холодной сварки
В зависимости от способа приложения давления и схемы деформации определяют следующие виды:
1 – пуансон; 2 – свариваемые детали; Р – усилие сжатия
1 – пуансоны; 2 – свариваемые детали; Р – усилие сжатия
Области применения холодной сварки металлов
Как мы уже писали в статье данным способом успешно соединяют металлы, обладающие хорошими пластическими свойствами. Этот способ нашел применение главным образом в приборостроении, для соединения алюминиевой оболочки кабелей, при изготовлении корпусов полупроводниковых приборов, при изготовлении бытовых приборов из алюминия – чайников, подставок, каркасов, в электромонтажном производстве для соединения проводов и шин внахлестку и встык при монтаже сетей связи, троллейбусных проводов, электропроводки в домах. В летательных аппаратах встык варят шпангоуты. В последнее время достигнуты успехи в соединении полупроводниковых материалов.
Одним из направлений применения данного способа является его сочетание с обработкой давлением: прокаткой, высадкой, штамповкой, вытяжкой и т.п. С помощью последней, например, получают биметаллические переходники из алюминия и коррозионно-стойкой стали, которые затем используются в бесфланцевых соединениях трубопроводов летательных аппаратов.
Последние исследования открывают широкие возможности применения в процессе производства на микроуровне и наноуровне. Кроме того, экономически оправдано её применение при соединении небольших деталей из мягких, пластичных металлов, а также тонких металлических пленок, использующих полимеры в качестве подложки.
Холодную точечную сварку можно выполнять на любых прессах: гидравлических, эксцентриковых и т. п. Если сваривается несколько точек за один ход пресса, то требуются прессы усилием 500-1000 кг. Для холодной сварки одной точки достаточно пресс усилием 50-100 кг.