2.1. РАЗНОВИДНОСТИ СПОСОБОВ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ

Все способы сварки этим методом можно разделить на две группы. В первой сварка осуществляется без предварительного подогрева сва­риваемых деталей. Здесь происходит соединение в результате пласти­ческой деформации в районе контакта, и кратковременный, относи­тельно небольшой по величине нагрев лишь сопутствует згой деформации.

Ко второй группе относятся способы, при которых объемы метал­ла в районе контакта подвергаются значительному нагреву. Для неко­торых разновидностей способов местный нагрев достигает Г (элект­рическая контактная сварка).

Способы сварки без подогрева

Холодная сварка была предложена в 1942 г. академиком К. К. Хре­новым. В этом способе в чистом виде реализуется принцип сварки давлением (рис. 2.1).

Мри приложении давлення Р на поверхности листов в месте кон­такта происходит смятие гребешков поверхности металла за счет со­вместной пластической деформации деталей (ее величина может до­ходить до 80%). При этом происходит разрушение поверхностных окисных пленок, растет площадь чистых контактііруемьіх поверхнос­тей, они сближаются до величин межатомных расстояний, образуют­ся межатомные связи и создается неразъемное соединение. Способ применим для относительно «мягких» (высокопластичных) металлов, таких как медь, алюминий и их сплавы, и служит для соединения про­водов, шин и армирования деталей из одного металла другим и других надобностей.

Сварка взрывом разработана в СССР в 1946 г. академиком М. А. Лаврентьевым. При этом способе за счет сгорания заряда 2 на верхней пластине 3 образуется взрывная волна, «метающая» верхнюю пластину на нижнюю (рис. 2.2).

Энергия взрывчатого вещества (ВВ) затрачивается, с одной сторо­ны, на совместную пластическую деформацию пластин, возникающую при ударе, а с другой стороны - на воздушную струю, с большой скоро­стью истекающую из зазора при «захлопывании» деталей. При плас­тической деформации возникает нагрев металла в месте контакта, об­легчающий пластическую деформацию, которая и приводит к сближению деталей на необходимое расстояние. Воздушная струя в зазоре способствует удалению с поверхности деталей различных окис-
пых пленок, очищая их, приводя к получению качественного соеди­нения. Технологическими параметрами способа является начальный зазор а, угол между пластинами а и величина навески ВВ Q. В каче­стве ВВ применяют специальную пластическую взрывчатку, наноси­мую слоем определенной толщины на поверхность метаемой детали. Все работы, связанные со взрывом, производят или в специальных камерах, или на полигонах. Применяется с успехом для нанесения на поверхность деталей слоев со специальными свойствами. Перспек­тивен способ для получения плакированной листовой стали (нанесе­ние на стальной лист тонкого слоя коррозионноустойчивой стали, алюминиевого или титанового сплава).

Ультразвуковая сварка разработана в 1935 г. в Германии. Детали сжимаются роликами, верхний из которых вращается и закреплен на коническом волноводе машины. Его противоположный торец соеди­нен с магнитострикционным вибратором, обмотка которого питается от генератора с частотой более 20000 Гц. При достаточной мощности генератора возникающие в контакте электрод-металл поперечные колебания ультразвуковой частоты приводят к разрушению окислов, некоторому местному повышению температуры (в месте контакта деталей отмечается температура 250.„300 °С). Трение разрушает плен­ки в месте контакта, благоприятствуя сближению свариваемых дета­лей на необходимое расстояние. Этот способ сварки применяется в приборостроении для сварки малых деталей с небольшими толщина­ми (менее 0,5 мм), а также для сварки полимерных пленок и некото­рых пластмасс.