Сухая сварка: технологии, состав, преимущества и недостатки

О чем речь? Сухая сварка?— это уникальный процесс, который может использоваться для соединения металлов без применения тепла или газа. В последние годы этот метод сварки набирает популярность благодаря своей экономичности, безопасности и удобству.

На что обратить внимание? Помимо экономичности и безопасности, при сухой сварке не образуется искр или дыма, что делает ее идеальной для использования в замкнутых пространствах или местах с плохой вентиляцией.

Технология сухой сварки

Сухая сварка – это подвид холодных сварочных работ, когда осуществляется соединение деталей в твердой фазе. Данная технология обеспечивает деформацию на минимальной площади, не затрагивая остальные участки заготовки. Главная особенность этого метода заключается в повышенном давлении, которое применяется для осуществления деформации. 

Если сравнивать со стандартными методами термической горячей сварки, этот способ позволяет проводить манипуляции при средней и минусовой температуре. Ключевые направления этой технологии – механическое воздействие на заготовку, формирующее соединение между двумя или более элементами. 

Состав и применение сухой сварки

Большинство клеящих средств, используемых для сухой сварки, состоят из множества компонентов. Чтобы их приготовить, потребуется тщательно перемешать смесь. Изготовление таких средств должно осуществляться с учетом требований ГОСТ 2601−2013. Практически все составы подходят для применения в домашних условиях.

К примеру, сухая сварка для металла состоит из следующих ингредиентов:

• смола эпоксидная;
• наполнитель;
• отвердитель.

Эпоксидная смола представляет собой тягучую жидкость. Для превращения ее в твердое состояние в смолу вводят специальный наполнитель. Поскольку многие клеящие составы холодной сварки применяются для того, чтобы соединять изделия из металла, в роли наполнителя выступает мельчайшая металлическая стружка. Соединив стружку с эпоксидной смолой, получают сверхпрочный сварной шов, его можно обработать лишь механическим способом. Чтобы смола затвердела, потребуется специальный отвердитель. Эту функцию выполняет сера. Придать необходимые характеристики удается с помощью добавления всевозможных присадок. 

Читайте также: «Устройство полуавтомата»

Сегодня в специализированных торговых точках можно найти твердые двухкомпонентные составы, имеющие форму цилиндра либо бруска. На срезе можно увидеть внешний тонкий слой, который отличается от сердечника. Внутри находится эпоксидная смола и наполнитель, снаружи расположен отвердитель. Объемы всех ингредиентов рассчитываются по массе с высокой точностью. 

Некоторые бюджетные клеящие составы не способны выдержать температурный режим более 250 градусов Цельсия. Однако в продаже можно найти термические устойчивые клеи, они выдерживают температуру более тысячи градусов Цельсия. Такие составы применяют в тех случаях, когда не получается использовать стандартные способы сварки. 

Виды сухой сварки

Технологии сухой сварки отличаются по типу сварного соединения, а также по термическому воздействию. К примеру, бывает стыковая, точечная либо шовная сварка. Достаточно редко применяют техники сваривания со сдвигом под большим давлением. Точечная сварка осуществляется при помощи специального инструмента – цилиндрического пуансона, при реализации шовного метода используют роликовые элементы. В обоих случаях обеспечивается повышенная производительность, однако сварной шов получается неэстетичный и грубый. 

Стыковая сухая сварка для металла реализуется с помощью специальных нажимов, а также насечек. Это необходимо, чтобы свариваемые элементы не проскальзывали во время работы. Основные достоинства описанной технологии работы – возможность сваривать твердотельные заготовки. Кроме того, реализуется особый принцип применения высокого давления, за счет чего повышается мощность деформационного усилия. Но поскольку требуется выполнять насечки, готовая конструкция получается неэстетичной даже в областях за границами рабочей зоны. 

Подготавливая заготовки к сухой сварке, можно столкнуться со сложностями. К примеру, нужно тщательно удалять адсорбированные и органические пленки. Сюда относятся разводы масла и жира, кислотные и парафиновые покрытия, которые наносят в заводских условиях в соответствии с технологическим процессом, а также для того, чтобы законсервировать деталь.

Читайте также: «Как сделать флюс»

Чтобы удалять данные слои, используют составы на основе спирта и бензина, растворители и спецсредства для обработки металлических поверхностей. Помимо этого, технология сухой сварки подразумевает выполнение нижеследующих шагов:

1. Очистка заготовки с помощью абразивной щетки из стали.
2. если элемент из алюминия, его прокаливают при температуре 300-400 градусов Цельсия.
3. Покрывают заготовку тонким слоем хрома либо гальванического никеля.
4. При работе с проводниками с изоляцией наружные защитные слои удаляют с минимальным захватом нерабочей области. 

Преимущества сухой сварки

Возможность избавиться от необходимости нагрева элементов до высокой температуры – ключевое достоинство технологии сухой сварки, особенно если сравнивать этот метод с электрохимическими видами сварочных работ. При реализации сухого метода не нужно применять сверхмощные источники энергии, что значительно удешевляет производство. 

Еще одно весомое достоинство данного вида сварки – низкий риск электромеханического засорения места загрязнения. От данного дефекта при термических методах обработки необходимо защищать элементы газовыми средами и флюсом. 

Кроме того, с учетом сложности поставленной задачи и особенностей работы могут быть и иные плюсы сухой сварки для металлических заготовок:

• Повышенная производительность при минимальных затратах времени.
• Отсутствие необходимости использовать дополнительные материалы и расходники. 
• Автоматизация процесса работы. 
• Сварщик может не иметь высокую квалификацию. 
• Нет жестких требований к постобработке элементов. 

Недостатки сухой сварки

Если сравнивать с горячей технологией, сухая сварка применяется не так часто, несмотря на все достоинства этого метода. Причина заключается в том, что есть строгие ограничения в использовании такой сварки по отношению к металлам и сплавам с низкой пластичностью. Соединять таким образом можно только цветные и чистые металлы. Но даже тогда результат сварочных работ может оказаться неудовлетворительным.

Читайте также: «Плазменная сварка»

Кроме того, ключевые технологические недостатки сухой сварки для пластичных металлов связаны с тем, что деформируется внутренняя структура. А это приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик готовой конструкции. Обобщая, стоит отметить, что описанная технология является недорогой и удобной, однако подходит не для всех случаев, можно сказать, что она узкоспециализированная. 

Характеристика процесса

Условия, при которых проводятся сварочные работы сухим методом, влияют на величины физического воздействия на элемент, а также качество сварного шва. 

Ключевые параметры рабочего процесса:

• Глубина вдавливания. Стандартно для деформации применяют пуансон. Он представляет собой оборудование для прессовки, с его помощью можно изменять конфигурацию заготовки. Кроме того, глубина вдавливания для металла напрямую зависит от степени его пластичности. Данная характеристика разная у материалов, например коэффициент вхождения в структуру может быть и 10-15 % (индий), и 85-90 % (медь, никель).
• Действие сжатия. Параметр выражен показателями сжимающегося усилия и сдвига, рассчитываемого по тангенциальному усилию. Данный показатель характеризует не собственно изменение структуры, а лишь возможное смещение свариваемых заготовок.
• Способность к сварке. Этот параметр зависит от общей сопротивляемости структуры металлической заготовки механическому воздействию при сухой сварке. Оптимальный вариант для сваривания – медные, алюминиевые, серебряные детали, а также заготовки из кадмия. Чем более твердый металл, тем ниже способность к сварке. 

Подготовка заготовки к работе

Могут возникнуть сложности при выполнении подготовительных работ, поскольку в поверхности материала необходимо удалить адсорбированные и органические пленки. Как говорилось выше, это могут быть следы масла и жира, кислотные и парафиновые покрытия. Удалить данные слои возможно с помощью состава на основе спирта, бензина, растворителя и спецсредств для обработки металла. 

Читайте также: «Сварка в углекислом газе»

Помимо этого, по технологии выполнения сухой сварки необходимо зачистить поверхности с помощью стальной абразивной щетки. Если деталь из алюминия, ее прокаливают при высокой температуре 300-400 градусов Цельсия. Затем на поверхность наносят тончайший слой хрома либо гальванического никеля. Что касается проводника с изоляцией, наружные защитные слои нужно убрать с минимальным захватом нерабочей области. 

Параметры режимов сварки

Ключевыми характеристиками сухой сварки являются вылет заготовки из зажима, удельное давление и толщина пуансона. Параметр давления нужно выбирать, учитывая физико-механические характеристики заготовки. К примеру, алюминиевые детали можно соединить при 800 МН/м2, заготовки из меди – при 2500 МН/м2.

Читайте также: «Шлак при сварке»

Если говорить про вылет детали из зажимного механизма, необходимо учитывать особенности каждой конкретной ситуации. К примеру, для стержней из алюминия длиной d вылет будет равен 1,2d, для медного изделия – 1,5d. Коэффициенты отличаются в зависимости от формы заготовки.Размер нужно подгонять под массу готового изделия, конфигурация и конструктивные особенности зависят от параметров заготовки. 

Выполнение сухой сварки

При помощи прессовочного оборудования сухая сварка осуществляется по описанному алгоритму:

1. Фиксируем зажимы, которые подбираются по габаритам соединяемых элементов. 
2. В машину для обеспечения требуемого давления через компрессор поступает сжатый воздух.
3. Включаем аппарат, с помощью которого осуществляется деформация. 
4. Перед выполнением сухой сварки металлической заготовки по технологическим требованиям нужно обработать элементы ацетоном либо спиртосодержащим раствором.
5. Свариваем стержни заготовок и обрезаем облой (избыточный металл в областях стыка, появляющийся при выдавливании).
6. Снимаем зажимы с соединенных деталей. 
7. Подвижный механизм возвращаем в первоначальное положение, фиксаторы ослабляем.

Во время выполнения сварочной работы мастер манипулирует оборудованием при помощи рукояти, рычага управления и приспособления, подающего элементы. В новейших моделях таких устройств для сухой сварки есть электронные механизмы, контролирующие работу. Они позволяют обеспечить непрерывный поток обработки заготовок. 

Сварка разных материалов 

Сваривание пластмассовых элементов

Данный вид сварочных работ применяется в редких случаях. Причина заключается в том, что для соединения пластиковых деталей следует использовать специальный пистолет с горячим клеящим составом. Даже с учетом того, что холодная сварка по металлу наиболее популярный вид работ, сварка пластмассовых элементов также применяется в некоторых случаях. К примеру, когда отсутствует специальный клеевой пистолет или невозможно подключить его к электросети. Тогда с помощью клея можно быстро соединить заготовки. 

Холодная сварка для металлических заготовок

Такая технология работы позволяет устранить поломки сантехнического оборудования, например ликвидировать протечку. Но, несмотря на прочность соединения, важно понимать, что такой метод подходит лишь для временного устранения течи. 

Сваривание древесины

Этот метод часто используется строителями либо при обработке деревянных заготовок. Например, сваривание древесины подойдет, чтобы устранить трещину. 

Аквасварка

С помощью такой технологии получится соединить поверхности, контактирующие с водой. Аквасварка – оптимальный вариант, чтобы устранить глубокие трещины, а также склеить крупногабаритные заготовки. Метод подходит для сантехнических работ, когда нужно склеить батареи, трубопровод, вентиляцию. 

Холодная сварка для линолеума

Подходит для тех случаев, когда нужно соединить заготовки, выполненные из достаточно жесткой резины. Широкое распространение данный вид сварочных работ получил при проведении ремонта. Также нужно отметить, что по этой технологии соединяется линолеум, причем результат работы намного качественней, чем при использовании двусторонней клейкой ленты либо клеящего состава. 

Советы опытных сварщиков

Чтобы соединение получилось надежным и прочным, следует наносить клеящий состав на влажную поверхность. Такая технология применяется, когда образуется течь в трубопроводе. Стоит отметить, что при выполнении ремонта не потребуется перекрывать воду. 

Важно придерживаться описанных рекомендаций, чтобы результат работы был удовлетворительным:

• Для ремонта труб следует приобретать состав, устойчивый к воздействию влаги, поскольку элементы трубопровода всегда контактируют с водой. 
• Когда нужно срочно устранить протечку в трубопроводе из пластика, можно сделать заплатку, но ее придется заменять, поскольку сцепление не слишком надежно. 
• Чтобы масса быстро затвердевала, применяют фен с теплым воздухом. 
• При покупке состава предпочтение стоит отдавать надежным брендам, которые рекомендуют другие мастера. 
• Нельзя применять материал, срок годности которого закончился. 

Читайте также: «Сварка для аккумуляторов своими руками»

Достоинства холодной сварки:

1. Элементы не нагреваются, поэтому структура металлических деталей остается неизменной. 
2. Шов получается сверхпрочный. 
3. Данная технология подходит для использования в аварийных взрывопожароопасных помещениях.
4. Чтобы выполнить сварной шов, не нужно иметь специальную подготовку. 

Подытоживая, отметим, что сухая сварка является нестандартной технологией соединения отличающихся по составу и прочности металлических заготовок. Для реализации этой методики нужно придерживаться рекомендаций, тогда холодная сварка будет эффективной практически во всех ситуациях, когда требуется выполнить ремонтные работы или соединить заготовки.