Холодная сварка для алюминия, его сплавов, силумина

Алюминий считается одним из самых распространённым металлов на данный момент. Используют этот металл в разных отраслях, благодаря его характеристикам. Однако, далеко не всегда удаётся состыковать алюминиевые детали с помощью сварки. Соединение на болтах будет ненадёжным для этого металла. Из-за этого большую популярность получила холодная сварка для алюминия.

Высокотехнологичное соединение алюминия клеем «Холодная сварка»

Холодная сварка алюминия представляет собой соединение деталей с помощью специальной клеевой смеси. Благодаря ей, получается надёжное соединение без нагревания металла.

В качестве связывающей смеси выступает эпоксидный компаунд. Он представляет собой густую массу, по консистенции напоминающую мастику. Холодная сварка для алюминия состоит из эпоксидной смолы насыщенной металлическим порошком. Благодаря его содержанию в смоле, увеличивается показатель прочности затвердевшего состава. Склеенное место может быть прочнее, чем сам материал.

Помимо основного компонента (эпоксидной смолы) в упаковке есть второй компонент. Это специальный отвердитель, который при перемешивании с “эпоксидкой” вступает в реакцию и состав начинает застывать. В промежуток времени от 10 до 30 минут, мастер должен успеть нанести смолу на детали и соединить их. Далее нужно прижать отдельные детали вместе на 15-20 минут (в некоторых клеях время фиксации для отвердевания доходит до 40 минут).

Совет! Приступать к дальнейшим работам желательно через 2-3 часа после нанесения клеящей смеси. Полного застывания эпоксидной смолы нужно ждать как правило, не меньше суток.

Важно помнить о том, что как высокотемпературная так и холодная сварка это вредные процессы, которые требуют индивидуальной защиты человеческого организма. При взаимодействии с клеями, нужно чтобы помещение хорошо проветривалось, рядом не было открытого огня. Для защиты органов дыхания следует одевать респиратор. Чтобы не получить раздражение слизистой оболочки глаза, желательно одевать защитные очки. При проглатывании эпоксидной смолы, необходимо немедленно отправиться в больницу.

У клеевых смесей есть ряд серьёзных преимуществ:

Не требуется покупать дополнительное оборудование и искать точки подключения к сети.
С эпоксидной смолой сможет работать любой человек без каких-либо навыков. На упаковках указывается пошаговая инструкция. Этого нельзя сказать про сварку с помощью электрооборудования.
Отвердевший клей образует прочный шов, который немногим уступает сварочным соединениям.
Затвердевшие составы устойчивы к коррозийным процессам, воздействию влаги, масел и топлива.
Спустя 20-60 минут получается прочное соединение.
Холодная сварка считается экономичным вариантом для починки разнообразной техники.

При использовании сварочных автоматов, соединяемый металл подвергается воздействию высоких температур и сильной деформации. Этих недостатков лишена холодная сварка. Однако, клей нельзя использовать при починке сосудов с высоким давлением и емкостей, которые часто подвергаются смене окружающей среды (влажность, температура).

Сваривание аргоном

Технология аргонодуговой сварки представляет собой процесс работы неплавким электродом в защитном газовом облаке. Аргон сам по себе инертный газ, он не вступает в реакцию с воздухом и прочими веществами. Его основная функция в сварочном процессе — защита металла от окисления. Аргон тяжелее воздуха и легко вытесняет его из рабочей сварной зоны. Благодаря аргоновому облаку оксидная пленка не успевает образоваться на сплавах и шов получается прочным и аккуратным.

Работа с аргонодуговой сваркой требует наличия необходимого оборудования:

Баллон с газом, в данном случае с аргоном.
Инвертор.
Специальная горелка для работы с защитными газами.
Осциллятор.
Проволока из силумина в качестве присадки.

При подготовке к сварочным работам стоит помнить, что горелка должна быть специфичной, совмещающей в себе возможность одновременной подачи электротока и газа.

Многие неопытные сварщики считают аргонодуговую сварку простым делом, но это совсем не так. Для сварки с аргоном необходима сосредоточенность и внимательность в течение всего процесса. Не следует пренебрегать средствами индивидуальной защиты, чтобы уберечься от брызг раскаленного металла.

Для создания качественного сварного соединения подготовленные детали сваривают следующим образом:

Для того чтобы металл легче плавился сварные работы производятся при обратной полярности тока с применением короткой дуги.
Присадку помещают в сварочную ванну. Там она расплавляется и соединяется с основным металлом, образуя однородную массу, которая при застывании образуется прочное соединение.
Для качественного прогрева деталей подача аргона начинается через 15 секунд после образования дуги. Важно не допустить перегрев газа, иначе металл будет не свариваться, а разрушаться.
Присадочная проволока подается в зону сварки под углом и непременно перед горелкой. Подача должна быть точно, равномерной и двигаться строго вдоль шва. Поперечная или слишком быстрая подача присадки может спровоцировать разбрызгивание металла и ухудшить итоговое качество шва.
После окончания сварных работ аргон подается еще в течение 10 секунд, что позволяет сплаву остыть и избежать трещин и уплотнений в шве.

Все движения сварщика, подача присадки, а также продвижения горелки должны быть плавными и размеренными.

Регулировка сварных соединений алюминия и его сплавов осуществляется ГОСТом 14806-80 от 01.07.1981 года издания. Все типы швов, их стыки, длина и прочее можно узнать в данном ГОСТе.

Кто знаком с данным методом, выделяют такие его достоинства, как:

малые затраты времени;
высокое качество полученных соединений;
возможность выполнить ремонт в домашних условиях;
разнообразие методик сварки металлов.

Помимо преимуществ имеются и недостатки:

высокие затраты ресурсов;
невозможность работы на открытом воздухе;
возможные проблемы с настройкой сварочного режима;

Холодная сварка ASTROhim для алюминия, серия Total Bond

ASTROhim – холодная сварка для алюминия. Используется для проведения различных видов ремонтных работ. Помимо алюминия, этот состав эффективно соединяет деревянные, стальные и керамические детали в разных комбинациях.

Этапы выполнения работ с помощью холодной сварки ASTROhim:

Очистить рабочие поверхности от грязи, пыли. Ржавчину снять с помощью наждачной бумаги, обезжирить и просушить.
Далее нужно смочить руки под проточной водой, отрезать часть эпоксидного стержня, смешать его с отвердителем и разомнуть в ладонях.
Нанести готовый состав на склеиваемые поверхности. Прижать их на 15 минут.

Если нужно восстановить резьбу, нужно намазать готовую смесь на старую часть резьбы, и вкрутить болт. Через 20 минут нужно выкрутить болт. Использовать готовую резьбу можно через 90 минут.

Характеристики:

Жизнеспособность смеси после смешивания компонентов – 7 минут. Температура в помещении должна быть около +20° С.
Время схватывания – 20 минут.
Проводить другие работы можно через 1,5 часа.
Сохраняет свои свойства при температуре от -60 и до +150° С.

Отвердевает клей быстрее при нагревании и медленнее при снижении температуры.

В этой серии выпускается «Холодная сварка ASTROhim термостойкая» — высокотемпературная холодная сварка для алюминия, силумина. Надежно ремонтирует детали из других цветных и черных металлов, также керамики, рабочая температура от -60° С до +250° С.

Группы сплавов

Сплавы из силумина подразделяются на несколько групп. Такое разграничение осуществляется по назначению материалов:

АК 12 – это эвтектический силумин, в его состав входит кремний в количестве 12%. При термообработке отливка не упрочняется и не становится твердой при усадке. Детали, выполненные из такого материала, конструктивно предназначены для герметичных приборов низкого уровня нагрузки.
Высоколегированный заэвтектический силумин маркируется, к примеру, АК4М5. Относится к поршневой группе, применяется при выполнении работ с высокотемпературными режимами. Обладает высокой устойчивостью к высоким температурам и износостойкостью. Применение этого сплава для особо важных изделий, работающих в условиях повышенных нагрузок. Это крупногабаритные и ответственные детали.

Герметик (холодная сварка) Анлес Унипласт-универсал 20гр алюминий

Эпоксипластилин, суперкомпаунд. Анлес Унипласт-универсал – представляет собой холодную сварку на основе алюминия. Используется для скрепления заготовок из различных металлов (цветных и черных), восстановления резьбы, ремонта сантехнических труб и емкостей для хранения топлива. Это двухкомпонентный состав, который состоит из отвердителя и эпоксидной смолы. Основа дополнительно усиливается алюминиевой или бронзовой пылью.

Этапы работы с Анлес Унипласт-универсал:

Рабочая поверхность очищается от грязи и ржавчины. Обрабатывается наждачной бумагой. Затем поверхность обезжиривается и просушивается.
Отвердитель и основу нужно отрезать в равных частях, перемешать до получения однородной массы и нанести на склеиваемые детали.
Зафиксировать место склейки с помощью жгута или положить под груз.

Продолжать работы рекомендуется спустя 24 часа. Имеет высокие электроизоляционные свойства.

Характеристики:

Жизнеспособность готового состава – около 25 минут. Температура +20° С.
Максимальная прочность соединения наступает спустя сутки.
Холодная сварка устойчива к длительному воздействию воды, бензина и масел.
Выдерживает температуры от -40 и до +120° С.

Работать с этим клеем нужно в хорошо проветриваемом помещении и вдали от источников огня.

Припои для алюминия

Паять алюминий можно как обычными свинцово-оловянными припоями, так и специальными, имеющими в своем составе алюминий, цинк, серебро и др. металлы и даже неметаллы (к примеру, кремний). Припои ПОС, как и специальные для алюминия, имеют различные температуры плавления, что необходимо учитывать как при работе с ними, так и при эксплуатации отремонтированного изделия.

Если вы решили паять посуду, контактирующую с пищей (канистра, фляга, трубка дистиллятора и пр.), то припои, содержащие свинец, использовать нельзя. Придется заняться высокотемпературной пайкой, используя, к примеру, припой 34A, содержащий медь, кремний и, конечно, алюминий. Подойдет ЦОП-40, содержащий цинк.

Припои 34A (слева) и ЦОП-40

Из зарубежных можно порекомендовать Aluminium-13, который, по сути, является аналогом 34А.

Припой для пайки алюминия Aluminium-13

Еще один вариант — пайка чистым оловом. Оно великолепно подходит для ремонта пищевой посуды и имеет низкую температуру плавления, а значит, работы можно производить при помощи паяльника. Но используя олово, следите за тем, чтобы место пайки сильно не нагревалось в процессе эксплуатации изделия. Вы, к примеру, можете запаять оловом донышко чайника (оно соприкасается с водой и выше 100 градусов не нагреется), а вот клювик того же чайника отвалится после первого же кипячения.

Для пайки пищевой посуды можно использовать олово

Особого внимания заслуживают так называемые офлюсованные, уже имеющие в своем составе специальный флюс (обычно в виде обмазки, но необязательно). Бытует мнение, что для работы с ними флюс вообще не нужен и, в принципе, это так. Тем не менее он очень желателен для защиты от окисления места пайки в процессе работы. Для этих целей подойдет любой пассивный флюс, который выдерживает температуру пайки. Идеальным решением здесь может быть обычное трансформаторное масло, которым пользуются электрики при пайке высоковольтных муфт.

Weicon Repair Stick ST Aluminium. Ремонтный стержень

Weicon Repair Stick ST Aluminium – представляет собой ремонтный стержень, который используется для починки сантехнических труб, исправления визуальных повреждений на обшивке судов, лодок, автомобилей и оконных рам. Стержень состоит из эпоксидной смолы с медным наполнителем. Относится к ремонтным стикам.

Этапы работы с холодной сваркой Weicon Repair Stick ST Aluminium:

Поверхность соединяемых деталей очищается от грязи, обрабатывается наждачной бумагой, обезжиривается.
С помощью канцелярского ножа нужно отрезать от стержня требуемую часть, смочить руки и разомнуть в пальцах клей.
Нанести на сломанную часть и прижать на 20 минут.

Желательно продолжать работы со склеенным изделием спустя сутки.

Характеристики:

При 20 градусах, жизнеспособность состава – 4 мин.
Устойчивость к температурам от -50 до +120° С.
Полное время отвердевания – 24 часа.

Работать с клеящим составом можно от +10 до +35° С.

Сварка холодная «Быстрая сталь» METALFIX LAVR 60гр

«Быстрая сталь» METALFIX LAVR – двухкомпонентная смесь, которую используют для соединения черных и цветных металлов, бетона, дерева, пластика, гранита и различных полимерных материалов. Также эту холодную сварку используют для починки сантехнических труб, ремонта автомобилей и промышленного оборудования.

Применение:

Поверхности склеиваемых деталей очищаются от слоя пыли и ржавчины. Далее она обрабатывается с помощью крупнозернистой «наждачки».
Нужно обезжирить поверхности и высушить.
Отрезать часть эпоксидной смолы и тщательно размять её в ладонях.
Нанести смесь на склеиваемые поверхности, растереть её до нужной формы любым плоским предметом.

Чтобы продолжать работы, нужно выждать всего 1,5 часа. Не уступает по прочности сварному шву. Устраняет течи бензобаков, радиаторов, картеров двигателя и коробки передач.

Характеристики:

Частично схватывается клей за 15 минут.
Устойчив к длительному воздействию влаги и масел.
Полное отвердевание достигается спустя сутки.
Выдерживает температуры от -60 до +150° С.
Желательно успеть нанести холодную сварку за 10 минут.

Полезные советы

Мастера советуют при покупке клея и проведении работ придерживаться некоторых полезных советов:

Двухкомпонентные массы справляются с соединением алюминиевых элементов, но если надо провести склеивание алюминиевых сплавов, то лучше применить средства с содержанием метилакрилата.
Склеивание алюминия происходит за счет расщепления покрытия компонентами, содержащимися в специальном средстве.
Если конструкцией предусматривается применение для хранения пищи, воды, то нельзя использовать средства с содержанием эпоксидных смол.

Газовая сварка может стать причиной окисления металла, что не происходит при применении клеевых средств.

Рекомендуем видео по теме:

Aluminium Putty F (Devcon F), металлополимер наполненный алюминием

Aluminium Putty F (Devcon F) – двухкомпонентный состав, который насыщен алюминиевым порошком. Используется для соединения цветных металлов, а также пластика и бетона. С помощью этой холодной сварки можно создавать алюминиевые поверхности, которые устойчивы к воздействию коррозийных процессов.

Применение:

Изначально поверхности склеиваемых деталей очищаются от краски, грязи и ржавчины. Остатки масла и жира нужно удалить с помощью растворителя. При работе с изделиями из алюминия, нужно зачищать его перед нанесением холодной сварки.
Если работы проводятся при температуре менее +10° С, поверхности разогреваются до +40° С.
На плоской дощечке смешивается основа и отвердитель с помощью шпателя. Им же готовый клей наносится на детали.
Готовое изделие обрабатывать мокрой шкуркой.

При нанесении клея, нужно вдавливать его в пустоты и трещины материала. Холодную сварку этого типа можно использовать для починки емкостей, в которых будет содержаться бензин или масло.

Характеристики:

Начинать механические работы со склеенным изделием после отверждения не ранее чем через 4 часа. Через 16 часов при комнатной температуре достигает 75% полной готовности к использованию.
Устойчив к коррозийным процессам. Защищает металл.
При полной готовности сохраняет свои свойства при температуре до +120° С.
Наносить клей можно в течении 60 минут.

Компаунды Devcon F имеют химстойкость к воде, растворам солей, бензину, нефтепродуктам, маслу и пропиленгликолю. Не подходит для длительного контакта с концентрированными кислотами и органическими растворителями.

Пайка силумина

Декоративные детали и те, которые не испытывают нагрузок, можно спаять газовой горелкой, металл нагревают до 200°С. Пайка силумина с тонкими стенками производится паяльником с мощным жалом. Для защиты от окисления применяют металлические накладки. Неприкрытой оставляют только рабочую зону.

ЕR4043 – присадка для литейного алюминия, легированного кремнием и магнием марки АД31, АД33, АД35;
Harris52 – припой для алюминия с флюсовыми присадками;
HTS2000 – китайский аналог Harris52.

Металл в месте пайки нагревают до 600°С, технология та же, что при работе с алюминием. Для разрушения оксидной пленки применяют флюс Castolin 190 Flux и его аналоги.

Холодная сварка — эпоксидный многоцелевой компаунд Permatex GOLD WELD

«Permatex GOLD WELD» — многоцелевой компаунд, смесь на основе “эпоксидки”. Применяется для соединения различных металлов, пластика, керамических изделий, стекла, дерева, резины и различных полимеров. Наносится с помощью тюбика. Процесс применения похож на нанесение клея-момента. Рекомендуется для жесткого соединения и заливки форм.

Характеристика:

Отвердевший состав устойчив к разрушительному воздействию щелочей и кислот.
Не поддаётся коррозийным процессам.
Застывает за 4 минуты. Время частичного отверждения – 10 минут.
В готовом изделии кратковременно выдерживает температуру до +177° С.

Эта холодная сварка устойчива к физическим воздействиям и вибрациям. Благодаря этому её используют для починки промышленного оборудования. Основное применение: алюминий, сталь, латунь, бронза и медь. Продукт устойчив к воздействию большинства автомобильных, промышленных и очищающих жидкостей.

Сварка деформацией особенности технологии

Когда алюминиевые заготовки соединяются при комнатной температуре, этот способ называется “холодная сварка”. Помимо использования клеевых составов, которые были описаны выше, существуют принцип деформации. Заключается эта технология в нескольких ключевых этапах:

Алюминиевые поверхности изначально обезжириваются.
Далее заготовки сближаются как можно ближе и сдавливаются под воздействием давления.

В во время процесса сдавливания, разрушается внешний окисленный слой. Между кристаллическими решётками металла образуются межмолекулярные связи. Таким образом получается надёжное соединение.

Гидравлический станок для холодной сварки алюминия и меди

С помощью этой технологии можно скреплять другие цветные металлы. Давление может подаваться равномерно или добавляться вибрация. По технологии деформации можно выделить три метода соединения, о которых подробнее будет описано ниже.

Стыковой метод

Эта методика относится к одной из самых надёжных в плане холодной сварки алюминия. Подходит для соединения деталей через их торцы. Таким образом можно объединять пластинки в один большой щит. Процесс скрепления металла происходит в несколько этапов:

В первую очередь торцы деталей зачищаются. С них снимается краска, ржавчина и грязь. Далее они обезжириваются.
После очистки детали зажимаются в специальных тисках которые расположены друг напротив друга. Наружу должны торчать только торцы и по 1 см металла.
Когда заготовки надёжно закреплены в тисках, через них на торцы передаются торцевое давление. С его помощью получается надёжное соединение.

В технологическом плане это простой и малозатратный процесс, который доступен любому мастеру работающему с металлом. Однако, у него есть существенные недостатки.

Во-первых, размеры удерживающих тисков не дают использовать детали больших размеров для соединения. Во-вторых, часть металла зажатая в тисках также подвергается деформации. В-третьих, после окончания стыковой холодной сварки, сложно вытащить готовую деталь из зажимов.

Точечная технология

С помощью этого метода холодной сварки алюминиевые листы могут соединятся внахлёст. Считается наиболее популярной технологией из трёх представленных. Процесс скрепления:

Детали кладутся друг на друга и прижимаются с двух сторон специальными зажимами.
С определённым интервалом располагаются пуансоны, на которые и будет передаваться точенное давление.
На пуансоны передаётся усилие, которое вдавливает их в металл.

Прочность соединения будет зависеть от того, насколько сильно вдавливается пуансон в металл и из какого материала изготовлены эти точечные элементы. Также важным моментом считается количество точек в соединительной линии.

Главное преимущество точечной холодной сварки – малая деформация детали. Она происходит только в точках соприкосновения элементов через которые на алюминий передаётся давление.

Достоинства и недостатки аргонодуговой

Аргонодуговая сварка единственный на сегодня метод получить стык деталей из силумина, не уступающий прочностью основному металлу.

К другим ее преимуществам относят:

скорость;
возможность регулировки и подстройки под любой тип сплава;
надежность и простота предотвращения образования оксида алюминия.

Серьезных минусов два:

цена аппаратов с помощью которых получается успешная сварка силумина начинается от 40-45 тыс. руб.;
высокие квалификационные требования к сварщику.

Кроме того, сам процесс недешев, поэтому использовать его имеет смысл для ремонта уникальных изделий.

Шовный способ

Эффективная методика холодной сварки, которая подразумевает создание сплошного шва с помощью специального оборудования.

Она представляет собой два ролика, между которыми закрепляются детали. Ролики располагаются параллельно друг друга. На их рабочей части закрепляются пуансоны или специальное кольцо. Эти элементы и формируют стыковочный шов. Разделить шовную сварку можно на два вида:

Односторонняя – вращается один ролик, другой прочно зафиксирован в одном положении.
Двухсторонняя – два ролика приводятся в движение с помощью электродвигателей.

Процесс скрепления металлических листов:

Зона которая будет скрепляться, изначально обезжиривается и очищается от грязи с ржавчиной.
Детали прижимаются между роликами.
После запуска двигателя, они начинают вращаться и прогоняют детали через рабочую часть. Так получается ровный однородный шов.

Металлурги часто соединяют таким образом большие листы алюминия и других цветных металлов. Однако, нужно помнить о том, что сплошные швы снижают прочность общей детали. Из-за этого шовная методика была со временем модернизирована. В процессе развития технологий появился метод шовно-точечного соединения. Он подразумевает под собой установку на ролики пуансонов, которые делают шов разбитым на множество точек. Таким образом он получается гораздо прочнее.