Холодная стыковая сварка – это способ соединения расположенных соосно и закрепленных с вылетом в специальных зажимах деталей посредством деформации (осадки) их свободных концов под действием приложенного осевого усилия с образованием прочного сварного стыка.
Холодной стыковой сваркой соединяют стержни по поверхности стыкуемых торцов. Свариваемые заготовки 1 зажимают с вылетом в соосно расположенных захватах (губках) 11, после чего прикладывают осевое усилие Рос, вызывающее пластическую деформацию (осадку) выпущенных из губок концов заготовок. При этом образуется сварное соединение с образованием облоя. При использовании плоских губок облой необходимо непрерывно расплющивать. Во время деформации площадь облоя увеличивается, следовательно, в конце осадки большая часть приложенного усилия осадки Рос тратится не на сварку, а на расплющивание облоя. Облой так же препятствует полному вытеснению поверхностных пленок из зоны сварки, что ухудшает качество сварного шва.
Рисунок 1 – Холодная стыковая сварка с плоскими губками
Рисунок 2 – Холодная стыковая сварка алюминия с медью с плоскими губками
Использование губок с заостренными краями позволяет относительно свободно вытеснять металл из зоны сварки, что создает благоприятные условия для сварки. Образующийся облой подрезается режущим клином 6 губок и легко удаляется.
Рисунок 3 – Холодная стыковая сварка с заостренными губками
Рисунок 4 – Холодная стыковая сварка алюминия с медью с заостренными губками
Рисунок 5 – Поперечное сечение шва холодной сварки алюминия (справа) с медью (слева)
Основные технологические параметры холодной стыковой сварки – величина деформации свободных (не зажатых в губках) концов деталей, определяемая вылетом – припуском на осадку или установочной длиной (l1+l2), усилие привода зажатия, давление (усилие) осадки, число осадок. При сварке деталей из однородных металлов равного сечения и твердости l1 = l2; при сварке деталей из разнородных металлов или однородных металлов разных сечений или твердости l1≠l2. Величина вылета при холодной стыковой сварке алюминия: LAl = (0,8 – 1,2)?д; меди LCu = (1,25 – 1,75)?д; свинца LPb = (1,0 – 1,2)?д; серебра LAg = (1,1 – 1,5)?д, где ?д – диаметр или толщина деталей.
Давление осадки при холодной стыковой сварке составляет для алюминия 0,7 – 0,8 ГПа, отожженной меди и алюминия с медью 1,4 – 1,5 ГПа. Усилие зажатия должно быть достаточным для полного предотвращения проскальзывания деталей в губках в процессе осадки. Оно должно превышать усилие осадки в 1,45 – 1,6 раза. При выборе рациональной схемы механизма зажима, с обеспечением самонераскрывающегося “замка”, усилие привода механизма зажатия может быть меньше усилия осадки.
При сварке деталей круглого сечения, а также прямоугольных деталей толщиной более 6 мм может оказаться достаточной однократная осадка. В остальных случаях применяют, как правило, двойную осадку.
Холодная стыковая сварка применяется:
- при оконцевании алюминиевых проводов медью
- при сращивании алюминиевых и медных проводов и шин (безотходная намотка катушек)
- при соединении медных силовых проводов (на линиях электропередач)
- при изготовлении алюминиевых колец из полосы, при изготовлении тавровых соединений (ребра радиаторов полупроводниковых приборов).
