сварка металлов – склеивает различные металлы…

Секреты популярности холодной сварки для металлов

Во время строительства и ремонта возникают ситуации, когда нельзя проводить соединение металлических конструкций и деталей сварным швом при высоких температурах. Альтернативным вариантом для получения надежного крепления является холодная сварка. В чем причины популярности метода, поможет понять подробное знакомство с особенностями используемых материалов и технологией проведения работ.

Что представляет сварочный состав, характеристики и виды

Основой для сцепления металлических частей друг с другом служит специальный клей. Он представляет собой пластичную массу, глубоко проникающую внутрь металла. Под влиянием составляющих компонентов разрушается оксидная пленка и образуется прочная кристаллическая решетка. Процесс склеивания схож со сваркой давлением. Технология применяется для соединения цветных, черных и нержавеющих металлов.

Состав клеящих композитов

• Эпоксидная смола. Компонент, обеспечивающий однородность структуры, сцепление частиц состава, и его пластичность.
• Отвердители. Вещества, ускоряющие полимеризацию и затвердевание клея.
• Наполнители. Металлические или минеральные порошки, повышающие прочность шва, устойчивость к воздействиям, температуру выдержки.
• Пластификаторы. Ингредиенты, придающие пластичность и увеличивающие сопротивляемость к ударам и механическим воздействиям.

Работу с каждым отдельным видом клея необходимо проводить в соответствии с технологической инструкцией. Эксплуатация обработанных объектов должна осуществляться с соблюдением условий, рекомендованных производителем.

Разновидности холодной сварки для металла

По консистенции клей для сваривания бывает жидкий и твердый. В первом случае продукт представляет собой два компонента, которые смешиваются друг с другом перед применением. Твердая клеевая масса продается в виде однородной или двухслойной пасты. Оба состава после высыхания образуют прочное крепление.

• Универсальная. Клей, в состав которого входят полимеры. Материал подходит для сцепления металлических, пластиковых, резиновых поверхностей.
• Автомобильная. Композит, предназначенный для заделки щелей и ликвидации незначительных повреждений на металлических частях автотранспорта.
• Высокотемпературная. Сварка, отличающаяся повышенной вязкостью и стойкостью к воздействию высоких температур. Сварной шов после застывания выдерживает t от -60°C до +1500°C.
• Водостойкая. Данный вид клея имеет двухкомпонентный состав, не теряющий прочности при постоянном нахождении в воде. Это идеальный материал для ремонта коммуникационных сетей.

Готовая масса для склеивания быстро становится непригодной к применению. Поэтому нецелесообразно перед началом работ делать заготовки в большом объеме.

• Точечный. Используется для устранения небольших зазоров, сваривания мелких деталей с крупными объектами.
• Шовный. Для ремонта герметичных тонкостенных емкостей и сосудов.
• Тавровый. Применяется для фиксации шпилек, обмоток трансформатора, шинопроводов.
• Стыковой. Используется для сварки проводки, замыкания концов, образования колец.
• Сварка сдвигом. Подходит для ремонта водопроводов и труб системы отопления.

От состава клея зависит способность сварного шва выдерживать определенный диапазон температур. Эти величины указываются на упаковке продукта. Соблюдение допустимых минимальных и максимальных параметров гарантирует прочность и надежность крепления.

Особенности холодной сварки для алюминия

Соединение заготовок из этого металла с помощью гаек и болтов не всегда образует прочное крепление. В тех случаях, когда нет возможности использовать электродуговую сварку, алюминиевые заготовки скрепляются специальными клеевыми составами. С их помощью быстро и качественно образуется надежный сварочный шов.

Данный способ позволяет без подготовки быстро и качественно получить неразъемное соединение. Ее применение актуально для устранения аварийных ситуаций и поломок.

Клей для алюминия выпускается в виде мастики или густой жидкости. В его состав входят:

• эпоксидная клеевая основа;
• стиральный порошок, упрочняющий соединение;
• специальные присадки, повышающие устойчивость к высоким температурам и агрессивным средам.

Компоненты, содержащиеся в мастике, придают застывшему покрытию повышенную прочность. Сварной шов превосходит по прочности сам металл.

После завершения работы необходимо тщательно очистить инструмент и место сварки алюминиевых поверхностей от лишнего клея. Избавиться от излишков и наплывов материала после засыхания очень сложно.

Термостойкая холодная сварка для металла

Высокотемпературные клеевые составы широко используются в промышленной сфере и для ремонта в быту. Главное отличие термостойкого клея – способность образовывать шов, выдерживающий температуру свыше 1000°C. Компоненты, входящие в смесь, улучшают эксплуатационные характеристики материала. Под воздействием экстремально высоких температур, прочность сварного соединения увеличивается.

Композит поступает в продажу в готовом виде. Перед его применением не требуется специальной подготовки и перемешивания. Затвердевшая поверхность не поддается коррозии и воздействию агрессивных сред. Места склеивания легко шлифуются песком.

При выборе клеевого состава, необходимо учитывать температуру плавления самого металла. Не имеет смысла покупать клей с термостойкостью, превышающей этот показатель у обрабатываемых деталей.

Как выбрать холодную сварку для металла

• тип свариваемых поверхностей;
• минимальные и максимальные границы температур, подходящих для эксплуатации;
• срок годности;
• время, необходимое для проведения работы;
• период полного застывания композита.

Клей поступает в продажу в упаковке различного размера и объема. Расход материала рассчитывается исходя из минимально допустимой плотности нанесения состава.

Лучшая холодная сварка для металла

• «Контакт». Двухкомпонентная холодная сварка из полиэпоксидной смолы и отвердителя. С ее помощью восстанавливают форму обрабатываемого объекта, устраняют полости и герметизируют соединения. Клей-пластилин отличается стойкостью к воздействию воды, растворителей и нефтепродуктов. Материал поступает в продажу в готовом к использованию виде. Кроме металлов и сплавов склеивает: стекло, дерево, фарфор, камень, бетон, жесткий ПВХ, мягкие пластики. Сварной шов выдерживает эксплуатацию при t от-30°C до +160°C.
• Hi-Gear или «Быстрая сталь». Продукт производства США состоит из двух компонентов, в состав которых входит металлический порошок. Затвердевшая поверхность композита устойчива к температурам до +260°C и воздействию агрессивной среды.
• «Металлопластилин алюмополимерный». Клей повышенной вязкости содержит мелкодисперсную алюминиевую пыль. Материал отличается высоким сцеплением с цветными металлами, стойкостью к воздействию воды, антифриза и бензина. Его используют для сварки высоколегированных нержавеющих сталей, алюминия, латуни и меди.
• «Эпокси-титан». Особо прочный композит с регулируемой эластичностью. Он применяется для соединения: металла, керамики, гранита, пластмассы, дерева. С его помощью надежно заделываются трещины, отверстия в трубопроводах, радиаторах, крепежных элементах. Предел прочности застывшего шва при сдвиге составляет более 30 МПа. Это позволяет проводить сварку объектов, подверженных вибрации, деформации на изгиб и ударным нагрузкам.

Инструкция проведения холодной сварки для металла

1. Место склеивания зачищается наждачной бумагой.
2. Металлические поверхности обезжириваются спиртом или ацетоном.
3. Композит подготавливается к работе. Если клей двухкомпонентный и находится в разных тюбиках, их содержимое смешивается в отдельной посуде.
4. Клеевая масса наносится на место сварки и плотно прижимается.
5. Затвердевшая поверхность шлифуется.

Нанесение композита рекомендуется проводить поэтапно, несколькими слоями. Это способствует повышению прочности соединения.

Секрет популярности холодного сваривания

• простота в использовании;
• стойкость полученного соединения к коррозии и воздействию агрессивных сред;
• соответствие нормам экологической безопасности;
• экономия затрат на газ и электроэнергию;
• затвердевание поверхности в течение 3 часов;
• отсутствие отходов после завершения работ;
• податливость обработке песком.

Для того чтобы проводить холодную сварку, не требуется дополнительное оборудование и профессиональная подготовка.

Заключение

Применение холодной сварки не способно полностью заменить традиционные способы. Благодаря неоспоримым достоинствам композитных материалов, они подходят для восстановления и ремонта металлических конструкций и элементов.

Виды сварки металлов и их краткая характеристика

Технологические составляющие сварочного процесса были известны еще в 17 веке. Тогда они были представлены литьем и кузнечным делом. «Осовременивание» началось после открытия такого явления как электрическая дуга. Дополнительный толчок развитие сварочного дела получило с изобретением порошкового покрытия для электродов. А вот основной скачок выпал на конец 20-го века, когда стали доступны лазерные, ультразвуковые и плазменные технологии. Внедрение электроники позволило автоматизировать сварочный процесс, увеличить точность выполнения работ и производительность.

В настоящее время разделяется три вида сварки, которые отличаются между собой используемым для выполнения работ типом энергии:

• термический;
• механический;
• термомеханический.

Термическая сварка

Для выполнения сварочных работ потребуется тепло. Под воздействием высоких температур стыки соединяемых заготовок оплавляются и, остывая, скрепляются между собой, а впоследствии кристаллизируются. В качестве источника тепла служит пламя газовой горелки, электрическая дуга или поток плазмы.

Электродуговая контактная сварка

Наибольшее распространение получили именно аппараты электродуговой сварки. Для нагрева и плавки металла задействуется электрическая дуга, которая представляет собой разряд между катодом и анодом. При этом освобождается тепловая энергия большой мощности. Воздействуя на металлическую заготовку, она приводит к ее плавлению с последующим образованием сварочной ванны.

После угасания дуги немедленно начинается остывание и кристаллизация расплава. В результате образуется соединение по составу и прочности сопоставимое с металлами, которые сваривались. Существует несколько видов электродуговой сварки.

ММА – ручная дуговая сварка

Используется со штучными электродами, представляющими собой металлический стержень с обмазкой. Процесс протекает под воздействием постоянного или переменного тока. Покрытие расходников плавится, выделяя газы, которые образуют облако для защиты свариваемого металла от окисления. Помимо этого, в обмазку включаются разные химические соединения, которые служат в качестве добавки в сварочную ванну для изменения свойств сварочного шва и поддержки стабильного горения электрической дуги.

Аппараты – инвертеры, выпрямители, трансформаторы – позволяют выполнять работы в любом пространственном положении. Если подобрать расходные материалы правильно, то можно сваривать любые металлы: черные, цветные, легированные и т.п. Важно подчеркнуть, что держатели могут проникать в труднодоступные места, где использование другого вида сварки невозможно.

Сварка ММА подходит и для профессионалов, и для новичков. Она широко используется в строительстве, монтаже металлоконструкций, в разных отраслях тяжелой промышленности, в частном предпринимательстве. Она необходима для небольшой мастерской по изготовлению металлоконструкций, станции технического обслуживания автомобилей, большого машиностроительного завода. Она незаменима в хозяйстве, когда требуется сконструировать что-то из металла самостоятельно или отремонтировать прохудившийся металлический каркас.

Аргоновая сварка TIG

Применяются электроды вольфрамовые, неплавящиеся, графитовые, угольные. В качестве инертного газа используется аргон, азот, гелий или смесь из этих газов в зависимости от соединяемых металлов. Процесс характерен тем, что сварной шов состоит исключительно из металлов заготовок. Добавляется только присадка – металлический пруток или полоса, по своему составу идентична свариваемым металлам. Инертные газы необходимы для защиты рабочей зоны от атмосферного воздуха, чтобы исключить окисление металла и обеспечить стабильность горения электрической дуги.

В процессе выполнения сварочных работ используется переменный или постоянный ток. Сравнительно низкая производительность компенсируется за счет высокого качества сварного соединения. Процесс характеризуется высокой трудоемкостью и требует от специалиста большого практического опыта. Использование TIG оправдано в случаях, когда требуется наложить ответственный шов, который должен выдержать высокие нагрузки, или в случаях, когда большое внимание уделяется эстетической стороне вопроса.

Аргоновая сварка востребована для герметизации нефте- и газопроводов, резервуаров для пищевой промышленности, посуды; при изготовлении сосудов высокого давления или микросхем. Она незаменима для соединения тонкостенных заготовок и листовых материалов. Сварка позволяет работать с большим перечнем металлов: нержавеющая, углеродистая, легированная сталь; магний, титан, медь.

MAG –сварка полуавтоматом

В качестве присадочного материала используется проволока, которая подобно электроду плавится под воздействием высокой температуры. Проволока поступает в рабочую зону через горелку, куда параллельно подается инертный или активный газ. Состав защитного газа напрямую зависит от типа свариваемого металла. Работает исключительно с постоянным электрическим током. Во время применения активных газов образуется много брызг, а шов получается неаккуратным. Но это с лихвой компенсируется высокой производительностью установки.

Такого рода оборудование пользуется большой популярностью среди профессионалов и большой аудитории любителей. Отчасти из-за автоматической подачи расходного материала в зону сварки и возможности электронной регулировки настроек. Технология особенно популярна в европейских и североамериканских специалистов. Полуавтоматы сваривают широкий спектр металлов: сталь низколегированную и высоколегированную, большинство марок чугуна; марганец, медь, алюминий, никель, а также их сплавы. Оборудование позволяет выполнять самые сложные разнотипные соединения.

Сварка под флюсом

При сваривании металлических заготовок применяются разные флюсовые порошки. Они необходимы для того, чтобы обеспечить рабочую область защитным газом, который выделяется в процессе плавления. Благодаря наличию флюса не только защищается расплав, но и поддерживается стабильное горение электрической дуги. Подбором флюса специалисты добиваются нужных характеристик сварного шва.

Метод активно используется в промышленном производстве и характеризуется полной автоматизацией: от подачи флюса в зону горения до перемещения оборудования вдоль стыка. Технология применяется в процессе изготовления корпусов морских судов, фюзеляжей самолетов, локомотивов и вагонов, башенных кранов, модулей спутников и множества иного оборудования. На выходе получается очень качественный сварной шов, который легко выдержит самые сложные условия эксплуатации, включая экстремальные температуры и огромное давление.

Газоплазменная

В этом случае металл заготовок плавится под воздействием температуры открытого пламени. Оно образуется в результате горения кислорода с горючими газами – водородом, пропаном, бутаном, ацетиленом и другими. Самой эффективной считается МАФ – метилацетиленовая фракция. Она отличается высокой температурой пламени (2927 градусов) в кислороде и, соответственно, более высокой теплоотдачей. Соединение кислорода и МАФ уступает по токсичности дициану (температура горения 4500 градусов) и менее взрывоопасно по сравнению с ацетилендинитрилом (температура горения 5000 градусов).

Открытое пламя в качестве источника тепла для сварки имеет важное преимущество: оно независимо от энергоснабжения. Поэтому технология широко применяется в «полевых» условиях. Еще одно достоинство заключается в постепенном нагревании металла, что практично при работе с листовыми материалами. Метод непригоден для промышленного использования из-за невозможности автоматизации и низкой производительности. Для работы с такой сваркой от оператора требуется большой стаж сварочных работ.

Электрошлаковая

Кромки деталей плавятся за счет нагрева шлака от расплавленного под воздействием электроэнергии флюса, который предварительно насыпается между свариваемыми элементами. Во время процесса применяется проволока или присадочный пруток. Технология востребована для соединения деталей из чугуна, реже – для сварки цветных металлов.

Данный тип сварки востребован в промышленности для соединения крупногабаритных деталей с толстыми стенками (40-500 мм): роторные и турбинные валы, опоры, паровые котлы и т.д. Экономическая выгода от такого метода сварки тем выше, чем больше площадь свариваемой поверхности.

Плазменная

Плавит и соединяет кромки струя плазмы, которая генерируется в плазмотроне или между поверхностью заготовок и электродом. Метод отличается большой глубиной обработки деталей и высокой точностью сваривания. Она востребована для соединения как мелких и тонкостенных элементов электротехнических конструкций, так и крупных блоков для тяжелой промышленности. Плазма эффективно воздействует на все без исключения виды металлов.

Помимо рассмотренных к термическим видам сварки относится:

• лазерная;
• контактная стыковая с оплавлением;
• электролучевая;
• с закладными нагревателями.

Термомеханический класс сварки

Контактная сварка: метод характеризуется одновременным нагревом кромок соединяемых заготовок и их деформированием под давлением. Точечная сварка: выполняется при помощи специальных аппаратов или малогабаритными клещами. Обе детали закрепляются между анодом и катодом, через которые пропускается ток. В результате заготовки разогреваются в конкретном месте. После разогрева подача тока прекращается и усиливается давление электродов в месте температурного воздействия. Локальный расплав постепенно кристаллизуется и в результате получается прочное точечное соединение.

Точечная сварка может быть:

• односторонней – оба электрода располагаются по одну сторону заготовок;
• двухсторонней – электроды размещаются с разных сторон заготовок один напротив другого.

К недостаткам сварки специалисты относят то, что сваривание заготовок возможно только внахлест. Характеризуется высокой производительностью и возможностью автоматизации.

Точечная сварка широко применяется в автомобилестроении: конвейеры по всему миру используют именно данный тип соединения кузовных элементов. Клещи для точечной сварки отличаются компактностью и мобильностью. Они применяются в мелких мастерских и в домашних условиях. Однако они востребованы и на крупных СТО для выполнения разного рода кузовных работ.

К термомеханическому типу относятся также рельефная и стыковая сварки. Все остальные виды термомеханической сварки не стали популярными и не получили широкого распространения. Это:

• диффузная – соединение неоднородных металлов в условиях вакуума или в среде защитных газов;
• кузнечная – металлы соединяются в результате пластичной деформации;
• за счет высокочастотного тока;
• трением.

Определив особенности сварочного процесса, специалист легко сможет выбрать подходящий сварочный аппарат с учетом его технических показателей. Большинство сварочных процессов легко автоматизируются, дают возможность сформировать надежный и эстетичный сварочный шов, характеризуются невысокой себестоимостью и небольшими временными издержками.

Склеивание металлов

Преимущества клея для металла в решении производственных задач

Склеивание изделий, зачастую, лучшая альтернатива сварке и клепке при решении производственных задач. Клеи имеют преимущество при деформационных нагрузках конструкций перед точечным контактом, характерным для механических крепежных элементов. Клеи могут значительно уменьшить или устранить проблемы коррозии во враждебных средах и при взаимодействии гальванических пар. Склеенные конструкции из металла – более легкие, технологичные, виброустойчивые, ударопрочные, нивелируют деформационные нагрузки. Используя клей для металла с различными параметрами, проектируют клеевое соединение, с заданными параметрами. Простота технологии плоскостного или точечного склеивания металла удешевляет технологические процессы изготовления изделий и экономит ресурсы.

Переход на клей для металла

При переходе от механических методов соединения поверхностей на склеивание металла производители, как правило, получают финансовую выгоду, простоту в инженерных технологических работах, которые не требуют какого-либо перепроектирования и для которых адгезивы снижают стоимость изготовления при сохранении или улучшении качества. Клеи будут прекрасной заменой для других типов соединений металлов, если после решения всех вопросов менеджеры увидят экономическую выгоду, а так же, если склеивание снижает затраты или улучшает качество продукта. Если сварка или механическое крепление остаются оптимальным методом соединения, процесс фиксации элементов следует оставить в прежнем виде. Возможна комбинация механического соединения металлов и склеивания. Если компетентными сотрудниками принято решение перевести технологию сборки на склеивание металлов, то следует определиться с действующим компонентов адгезива, чем склеить металл с металлом, какой продукт подходит для конкретной задачи.

Однокомпонентные клеи

Однокомпонентные клеи доступны в различных упаковках, включая картриджи и тубы. Для индустриального применения рекомендуются алюминиевые тубы по 600 мл. и более. Они легче перерабатываются, оставляют меньше отходов и сохранность состава в тубах выше, чем в картриджах. Однокомпонентные клеи просты в использовании, так как они не требуют смешивания, состав немедленно готов к применению. С другой стороны, они имеют более ограниченный диапазон применения, чем двухкомпонентные клеи. Большинство однокомпонентных клеев применяются при температуре окружающей среды, нижний температурный порог нанесения +5 °С. Оптимальная температура хранения в течении 12 месяцев находится в диапазоне от +10 до +15 °С. Высокая температура на складе — негативно влияет на состав.

Двухкомпонентные клеи

Двухкомпонентные клеи требуют предварительной подготовки перед нанесением. Работа состава начинается после правильного смешивания компонентов. Они схватываются при комнатной температуре, при повышенных температурах скорость схватывания увеличивается. Двухкомпонентные клеи могут применяться в любых закрытых пространствах, не требуя влаги из окружающей среды. Толщина клеевого слоя может быть почти не ограниченной. Они имеют более длительный срок годности. Не имеют запаха, без изоцианатов. Применимы в помещениях и под открытым небом. Обеспечивают выравнивание статического и динамического напряжения. Работают под водяной нагрузкой

Улучшение качества склеивания

Все поверхности должны быть чистыми и свободными от масла, жира и грязи. Как минимум, протрите поверхность чистой сухой тряпкой или выдуйте поверхность чистым воздухом. Используйте специальные праймеры для металла PURACARE 6214.

Протрите все поверхности праймером для улучшения адгезии. Не используйте лаковые разбавители, минеральные спирты, бензин, так как они могут оставить пленку, которая может вызвать проблемы при склеивании.
Не используйте бытовые чистящие средства. Они часто оставляют следы, вызывающие проблемы при склеивании.

Статичное жесткое склеивание металлов

Клеи для статичного склеивания обладают высокой твердостью по Шору плюс высокая механическая прочность. Склеенные конструкции являются монолитными и имеют огромное сопротивление сдвигу поверхностей.
Статичное конструкционное склеивание металлов применимо в тех конструкциях, где не происходит динамически изменяемых нагрузок:

Деформационное склеивание металлов

Под деформационным склеиванием металлов понимают склеивание металлических поверхностей движущихся объектов, объектов подверженных вибрациям, статичных объектов, находящихся в состоянии покоя, и подверженных температурным деформациям, либо объекты, склееные части которых, имеют разное температурное расширение: