Холодная сварка давлением

Холодная сварка давлением осуществляется без нагрева, лишь за счет больших усилий сжатия. Этим методом сваривают такие высоко пластичные металлы, как свинец, алюминий, медь, кадмий, серебро, никель и др. Для получения прочного соединения необ­ходимо перед сваркой тщательно очищать соединяемые поверхно­сти от оксидов и загрязнений, а также прикладывать большие усилия сжатия, от чего между ними проявляются межатомные силы сцепления. При холодной сварке необходима интенсивная пластическая деформация, заставляющая металл течь вдоль по­верхности раздела и удаляющая адсорбированные газы из поверх­ностного слоя. Оголенные ювенильные поверхности под действием высокого давления соединяются в одно целое.

В настоящее время холодную сварку давлением применяют пре­имущественно при соединении встык или внахлестку некоторых алюминиевых и медных проводов, шин и ряда других деталей. Давление при сварке этих металлов составляет 150...1000 МПа. Для стыковой холодной сварки выпускают специализированные ус­тановки типа МХСА-50, МСХС-60, МСХС-30 и др.

Сварка трением

Для сварки трением используют преобразование механической энергии в тепловую, осуществляемое при взаимном перемещении свариваемых поверхностей. Работа сил трения, превращающаяся в теплоту, интенсивно нагревает трущиеся поверхности. Сварива­емые детали нагреваются до пластического состояния, после чего их сжимают осевыми усилиями. Так в большинстве случаев свари­вают встык детали круглого сечения, например трубы, стержни, некоторые режущие инструмент (сверла, метчики, развертки, концевые фрезы и пр.), изготовляемые из однородных и разнород­ных металлов, а также из различных пластмасс.

Для сварки трением используют переоборудованные токарные, сверлильные и прочие металлорежущие станки, а также специали­зированные сварочные машины типа МСТ-23, МСТ-35 и МСТ-41 мощностью 10, 20 и 40 кВт. Тре­ние поверхностей осуществляют вращением или возвратно-посту­пательным перемещением свариваемых деталей по одной из схем, приведенных на рис. V .31.

Давление осадки не превышает 25 МПа при сварке легких и пластичных металлов и 250 МПа при сварке наиболее твердых металлов.

По производительности сварка трением не уступает контактной сварке оплавлением, а экономически она даже выгоднее ее, так как в этом случае потребляемая мощность в 5... 10 раз меньше, чем при контактной сварке. Способ сварки трением прост, легко подда­ется автоматизации и программному управлению.

Рис. II. 22. Основные схемы сварки трением.

Лазерная сварка

При лазерной сварке источником тепловой энергии служит мощный сконцентрированный световой луч, получаемый в специ­альных установках, называемых лазерами. В настоящее время основное применение имеют рубиновые лазеры с искусственным рубином, содержащим оксид алюминия (А1203) и небольшую до­бавку оксида хрома (Сг203). Такой лазер состоит из цилиндриче­ского рубинового стержня 1 (рис. II. 23), ксеноновой лампы 2, линзы 4 и охлаждающей системы 3. Торцы стержня отполированы и посеребрены. Один, служащий для выхода наружу светового луча, частично прозрачен. При вспышке ксеноновой лампы, питаемой разрядным током конденсаторов, атомы хрома рубинового кристал­ла переходят из нормального в возбужденное состояние. Однако через несколько миллисекунд они снова возвращаются в исходное состояние, беспорядочно излучая фотоны красного света. Поток их вдоль оси стержня вызывает излучение новых фотонов, которые попеременно отражаются от зеркальных торцовых граней, увеличи­вая этим интенсивность общего излучения. При накоплении определенного уровня фотонов они в виде потока красного света прорываются через полупрозрачный торец стержня наружу. Пройдя через линзу 4, сфокусированный пучок 5 попа­дает на изделие 6. Продолжительность импульса излучения лазерного пучка равна тысячным и миллионным долям секунды.

Рис. II. 23. Схема лазерной сварки.

Лазерной сваркой можно сваривать различные металлы толщиной до 0,5 мм. Его применяют также для получения отверстий в твердых спла­вах, тугоплавких металлах, алмазах, рубинах и др.