Что собой представляет холодная сварка? Ее виды, характеристики, способы использования

На производстве и в быту, часто возникают ситуации, когда необходимо соединить металлические детали или части конструкции, но оборудования нет и разогреть металл нельзя. Для соединения в этом случае подойдёт холодная сварка. Это специальный двухкомпонентный или готовый состав для склеивания деталей. Сварку можно применять для черных и цветных металлов.

Холодная сварка (Фото: Instagram / belozerautoservise)

Состав и свойства

Чтобы понимать с чем придётся работать, нужно знать характеристики и состав холодной сварки. Состав:

1. Эпоксидная смола — главный элемент клеящей массы. Только благодаря ей, можно соединить различные материалы.
2. Металлическая крошка (пудра). Благодаря этому наполнителю, после застывания масса становится прочной. Дополнительно к этому, повышаются защитные свойства в плане перепадов температуры.
3. Дополнительные элементы. Существуют различные виды холодной сварки, которые обладают разными характеристиками. На эти показатели влияют, добавленные в состав, химические элементы и вещества.

Средство выпускается в готовом виде или вместе с отвердителем. Готовая холодная сварка представляет собой пластилинообразный брусок или цилиндр, который перед нанесением требуется размять в руках. Эпоксидная смола с отвердителем продаётся в жидком виде. Что касается отвердевшего шва, прочность склейки напрямую зависит от входящих в состав эпоксидной смолы компонентов.

Касательно прочности шва, можно сказать, что этот показатель будет зависеть не только от компонентов, входящих в состав эпоксидной смолы, но и от проведенных работ по нанесению клеящего состава. Отвердевший шов прочнее металла, но слабее, чем при обычной сварке.

При проведении быстрого ремонта, важно знать, сколько высыхает клей и, когда можно начинать дальнейшие работы. Большинству видов холодной сварки для отвердения достаточно 2–3 часов. Однако, полное застывание происходит за 24 часа.

Касательно температуры, которую выдерживает готовый шов, все зависит от дополнительных компонентов. Классические эпоксидные смолы после затвердения сохраняют связывающие свойства при температуре до 260 градусов. Специализированные составы способны выдерживать нагревание до 1316 градусов.

Не только с металлами

При должной степени подготовки поверхностей склеить эпоксидным составом можно не только металл с металлом, но и металл с другими материалами. Не поддадутся склейке с ним только тефлон, силикон и резина. В основном, если с материалом у клея есть нормальная, надежная адгезия, поверхности достаточно подготовлены, то есть очищены, обезжирены и зашкурены, то соединить с металлом можно и дерево, керамику или фарфор, и стекло, и многое другое.

Эпоксидные клеи хороши тем, что практически не вступают в химические реакции со склеиваемыми материалами даже находясь в жидком, самом своем активном состоянии, а уж когда застывают, становятся совсем химически нейтральными.

Это что касается химической активности, а теперь поговорим о прочности. Да, по сравнении со сваркой или даже с пайкой клеевое соединение проигрывает, но зато оно универсально. Мало того, скреплению клеям поддаются разнородные материалы. Ведь известны и металлы, которые нельзя между собой ни сварить, ни спаять.

В некоторых процессах, особенно в химических реакторах, недопустимо изменение структуры металлов, а что есть сварка или пайка, как не диффузное проникновение одних металлов в другие, с неизбежными деформациями кристаллической решетки и связанными с эти напряжениями? Эпоксидный клей, тем более специально разработанный для подобных случаев, решает эту задачу с легкостью. Герметичность, обеспечиваемая эпоксидным швами, работает даже при высоком давлении, в частности – в морских глубинах или в агрессивных средах.

Виды

Выше уже были перечислены разновидности холодной сварки в зависимости от консистенции. Любой производитель выпускает несколько разновидностей эпоксидной смолы, в зависимости от её применения:

1. Клеящие составы для работы в экстремальных ситуациях. Они способны склеить металл даже под водой.
2. Эпоксидные смолы для работы с автомобильными деталями.
3. Универсальная холодная сварка. С помощью таких составов, можно соединять пластик, резину, металл, дерево, керамику.

Если говорить про склейку металлических деталей или листов, необходимо использовать эпоксидную смолу для работы с металлом. Она содержит в своём составе больше металлического наполнителя и делает шов прочнее.

При использовании составов по металлу для склейки пластиковых или деревянных изделий, шов получится хрупким.

Шовный способ

При использовании данного способа холодной сварки место соединения заготовок из алюминия приобретает форму сплошного шва, который формируется при помощи вращающихся роликов или пуансона с рабочей частью в форме кольца.

Схема шовного метода холодной сварки

Предварительно очищенные и обезжиренные детали из алюминия, которые необходимо соединить при помощи холодной шовной сварки, помещают между одним подвижным и одним неподвижным роликами (односторонняя сварка), либо между двумя подвижными роликами (двухсторонняя сварка). После сдавливания роликов и металла под ними на требуемую глубину подвижные ролики начинают вращаться, что приводит к перемещению соединяемых заготовок и формированию сплошного шва.

Процесс контактной шовной сварки на промышленном аппарате

Использование данной технологии позволяет заварить даже очень габаритные листы из алюминия, но наличие сплошного вдавленного в металл шва серьезно ослабляет конструкцию. Именно по этой причине, когда необходимо соединить холодной сваркой плоские листовые конструкции из алюминия, используют шовно-точечную технологию.

Она подразумевает получение соединения при помощи вращающегося ролика, на котором расположены рабочие выступы, оказывающие давление на свариваемый металл. Шов в таком случае выглядит не как сплошная линия, а как прерывистая цепочка сварных точек, которые очень незначительно ослабляют конструкцию.

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.

Область применения

Эпоксидная смола может применяться в различных сферах и областях:

1. Применение холодной сварки для металла. Благодаря своим связывающим свойствам, её часто применяют на производстве, при починке оборудования. Важно соединять те детали, которые не будут подвергаться усиленному механическому воздействию.
2. При сантехнических поломках. С её помощью, можно сваривать металлические и пластиковые трубы, восстанавливать резьбу, заделывать сколы и трещины.
3. Применяется при проведении ремонта в квартире или коттедже. С помощью холодной сварки, можно скреплять между собой листы линолеума, резины. Также с её помощью можно закреплять элементы декоративной отделки на стенах.

Часто эпоксидную смолу используют в автосервисах, ремонтных ателье и собственных мастерских.

Применение холодной сварки (Фото: Instagram / kod_remonta)

Особенности применения холодной сварки для труб и чугунных батарей

Часто требуется ремонт труб или чугунных батарей. В этих целях целесообразно применить холодную сварку, так как:

• Легко использовать. Работы может проводить человек, который до этого и не знал о существовании такого способа ремонта.
• Не происходит повреждения, деформации исходных материалов, так как не проводится воздействия высоких температур.
• Надежность, качество не зависит от скорости давления, поэтому работы занимают мало времени.
• Не требует привлечения дополнительных инструментов, оборудования.
• Минимизация энергозатрат.
• Обеспечена пожаробезопасность.
• Допустимо ремонтировать трубы, примыкающие к емкостям со взрывоопасными веществами.

При ремонте чугунных покрытий, необходимо купить состав, соответствующий склеиваемой плоскости. Тогда шов сохранит свою целостность при разных условиях эксплуатации.

Критерии выбора

Не существует единого ответа на тему, какая холодная сварка самая хорошая для металла, потому что идеальных составов не бывает. При выборе, необходимо обращать внимание на следующие факторы:

1. В первую очередь необходимо изучить состав. Чтобы шов между металлическими деталями был наиболее прочным, структура эпоксидной смолы должна быть более однородной.
2. При использовании склейки на высокотемпературных приборах, требуется посмотреть, какие температуры выдерживает средство после затвердевания. Шов потеряет свою прочность при разогревании выше допустимой температуры.
3. Время застывания. При необходимости провести быстрые ремонтные работы, важно покупать быстрозастывающий клей.

Преимущества холодного сваривания

У любого способа соединения деталей есть как сильные, так и слабые стороны. Преимущества холодной сварки:

1. Надежность соединений.
2. Нет затрат электроэнергии или газа.
3. Чтобы использовать холодную сварку, не нужно дополнительно учиться.
4. Процесс нанесения происходит с помощью подручных средств.
5. При правильном применении и качественном составе, готовый шов получается прочнее, чем склеиваемый материал.
6. Быстрое застывание. Начинать использовать склеенную деталь, можно уже спустя 2–3 часа.
7. Отсутствие отходов после применения.

В отличие от горячей сварки, холодный состав не подвергает предмет нагреванию и последующему разрушению.

Производители

Ниже будут обозначены известнейшие производители холодной сварки:

• Poxipol;
• Penosil;
• Zollex;
• Алмаз;
• Alteco;
• Nowax.

Существуют и другие компании, изготавливающие смеси для склейки металла, однако, здесь были представлены самые популярные.

На какие бренды ориентироваться

Poxipol «Холодная сварка» (серый)

Специальный двухкомпонентный клей, приводимый в рабочее состояние после разминания влажными руками.

Невысокий по стоимости, с малым временем отверждения двухкомпонентный эпоксидный состав, сделанный по принципу «два в одном». Обладает крайне малым временем достаточной полимеризации, в твердое состояние приходит уже через 10 минут. Окончательная полимеризация наступает через 60-80 минут.

Термин «окончательная полимеризация» в данном контексте означает, что эпоксидный шов можно обрабатывать сверлением, фрезерованием, его можно пилить и резать специальным инструментом по металлу. Однако для полной полимеризации, когда застывший клей выдержит максимум заложенных в его возможности нагрузок, должно пройти не менее суток.

Не разрушается при контакте с низкой, до минус 40°C градусов и высокой, до плюс 180°C градусов температурой. При надлежащей зачистке поля склеивания можно даже использовать на водопроводах и газопроводах высокого давления. Серый цвет этой холодной сварки делает ее незаметной на стали, чугуне и железе.

EpoximaxX 1.2 кг

Эпоксидный двухкомпонентный жидкий клей. Может наноситься кистью. Является модификацией, специально разработанной для металлов, классического ЭДП. Максимальная температура использования 120°C градусов. Минимальная – минус 40°C градусов.

Полезно узнать > Прозрачная южнокорейская эпоксидная смола Ker-828

Полное время отверждения 3 часа. Устойчивость к растяжению достигает 60-80 Мпа, разброс в 20 единиц обусловлен разностью материалов, на которые клей может быть нанесен. Но прочность клеевого шва такова, что разрыв часто происходит не по линии склейки, а в самом склеиваемом материале.

Weicon RK-1500

Двухкомпонентный конституционный клей на эпоксидной основе. Время надежной фиксации склеиваемых поверхностей наступает уже через 5 минут. Можно клеить изделия из алюминия, стали, титана, а также эти металлы в их сочетаниях. По прочности клеевого шва этот клей просто уникальный: выдерживает нагрузку на разрыв до 26 Н на мм2. Эксплуатационный температурный диапазон от минус 50°C до плюс 130°C градусов.

Благодаря высокой адгезии может применяться без предварительной механической обработки поверхностей, если она невозможна или на нее нет времени. Хотя, конечно, абразивная обработка желательна, так как она увеличивает сцепляемость клея и склеиваемого материала. Составом, кроме металлов, можно скреплять изделия из керамики, стекла, твердых пластмасс.

Strong steel stick renewal composite

Химически устойчивый эпоксидный двухкомпонентный клей, созданный по принципу холодной сварки «два в одном». Многослойный брусок, который после отрезания нужного количества разминается мокрыми руками и из него формируется клеевой шов нужной конфигурации. Для достаточной герметизации хватает 40 минут. Для полной – 12 часов.

Допускается эксплуатация в контакте с едким веществами в виде щелочей кислот, в том числе концентрированных, а также с эфирами и спиртами.

Как правильно использовать

Чтобы не допустить ошибок, важно ознакомиться с информацией о том, как пользоваться холодной сваркой. Инструкция по применению холодной сварки для металла:

1. В первую очередь, необходимо подготовить обрабатываемые поверхности. Для этого, место будущего шва зачищается с помощью наждачной бумаги и обезжиривается ацетоном.
2. Смешать отвердитель со смолой, если состав двухкомпонентный. Готовые бруски размять руками.
3. В течение 3 минут, необходимо нанести клеящий состав на обработанные поверхности.
4. По возможности, нужно зажать место склейки в струбцинах или положить сверху груз.

Это классический способ применения холодной сварки. Шов полностью застывает в течение суток. Его долговечность будет зависеть от условий эксплуатации.

Нанесение холодной сварки на поверхность

На что обращать внимание во время приобретения клеящих составов

При огромном ассортименте эпоксидных материалов для склеивания металлов, нужно с некоторым скепсисом относиться к тем, на которых стоит пометка «Универсальные». Помните, что лучшая гарантия качества товара и его работоспособности – специализация. Выбирая такой клей-сварку, особое внимание нужно обратить на:

• Температурный диапазон, при котором нанесенный на поверхности клей надежно зафиксирует их относительно одна другой. Ведь приобретая клей, вы представляете себе, в каких условиях будут эксплуатироваться склеиваемые поверхности? Вот из этого и исходите.
• Способы нанесения на склеиваемые поверхности. Есть материалы и условия их эксплуатации, где требуется точечная сварка. Если же при ее необходимости вы будете использовать клей сплошной массой, то его расход многократно возрастает. Если учитывать стоимость некоторых видов эпоксидных клеев по металлу, такое сплошное применение будет весьма накладным.
• Сколько времени потребуется клею для начальной и полной полимеризации. Этот параметр зависит от вида деталей, условий, в которых будет осуществляться холодная сварка и от особенностей окружающей среды.
• Способ приготовления склеивающего состава. Если нужно смешивать компаунд и отвердитель, находящиеся в отдельных емкостях, то это не всегда удобно. Проконсультируйтесь с продавцом. Возможно, он подскажет вам удобную форму эпоксидки для вашего случая.
• Выясните, как поведет себя клеевой шов при контакте с моторным маслом или топливом – если ремонт предстоит на автомобиле, или с агрессивными средами в виде кислот и щелочей, или при контакте с открытым пламенем или водой, в том числе и морской соленой.

Полезно узнать > Какие производители эпоксидной смолы находятся в России

Дополнительные рекомендации:

• Иногда пометка «холодная сварка» может ввести в заблуждение относительно типов скрепляемых поверхностей. Подводит семантика: сварка — значит, для металлов. Ничего подобного, ведь этот термин условен, и такой тип эпоксидного соединения применим и для фаянса, стекла, дерева и других материалов.
• Не покупайте про запас большое количество клея. Особенно это касается брусковых монолитных смесей. В них происходит медленная диффузия компонентов, и уже через год, максимум полтора, эти клеи теряют свои свойства. Продлить их действие в несколько раз можно только не нарушая целостность упаковки и храня их в холоде, при температуре около нуля градусов.

Советы и рекомендации

После того как стало известно для склеивания каких материалов используется сварка и сколько сохнет холодная сварка металлу, необходимо принять во внимание некоторые рекомендации:

1. Перед использованием эпоксидной смолы, требуется смочить руки, чтобы клеящий состав не прилипал к ним.
2. Можно применять для стали, чугуна и алюминия.
3. Важно использовать при работе защитные очки.
4. Не использовать смолу для склейки посуды и емкостей, контактирующих с пищей.

Если смола попала внутрь организма, необходимо выпить большое количество молока и обратиться к врачу.

Холодная сварка считается лучшим вариантом для скрепления металлических предметов и починки различных поломок. Швы получаются слабее, чем от горячей сварки, однако, гораздо крепче, чем при использовании других клеящих смесей.

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.

1. Поверхности склеиваемых деталей очищаются от слоя пыли и ржавчины. Далее она обрабатывается с помощью крупнозернистой «наждачки».
2. Нужно обезжирить поверхности и высушить.
3. Отрезать часть эпоксидной смолы и тщательно размять её в ладонях.
4. 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.

• 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.

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:

1. Зона которая будет скрепляться, изначально обезжиривается и очищается от грязи с ржавчиной.
2. Детали прижимаются между роликами.
3. 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.

Читать также: Схема подключения устройства плавного пуска электродвигателя

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:

1. Алюминиевые поверхности изначально обезжириваются.
2. 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.

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.

Точечная технология

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

1. Детали кладутся друг на друга и прижимаются с двух сторон специальными зажимами.
2. С определённым интервалом располагаются пуансоны, на которые и будет передаваться точенное давление.
3. 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.

Методы сварки деформацией

Обязательным условием этой технологии является очистка с последующим обезжириванием заготовок. Деформация алюминия производится постоянным или переменным давлением. В зависимости от размера заготовок и необходимой надёжности выбирается один из трёх методов.

Точечный

Самый распространённый способ, так как не требуется зажимное устройство. Заготовки кладутся внахлёст, по их длине вдавливаемыми пуансонами создаются интервальные точки соединения. Полученный шов негерметичен. Качество крепления определяется степенью деформации, показывающей отношение глубины вдавливания к толщине материала. Норма по алюминию равна 60 — 70%, для сплавов — 75 — 90%. Не рекомендуется использовать листы толще 15 мм.

Шовный

Применяется для создания герметичных швов любой длины. Выполняется кольцевыми пуансонами или вращающимися роликами с помощью фрезерного или ручного станка. Протяжка осуществляется при одностороннем варианте между роликом и опорой, при двухстороннем — между двумя роликами. Недостатком шовной сварки считается уменьшение толщины по шву, что снижает сопротивление на изгиб.

Стыковой

Сварка алюминия этим методом производится в зажимном устройстве, размеры которого ограничивают длину и габариты заготовок. Детали закрепляются в губках, и за счёт осевого давления сопрягаются торцами. Несмотря на высокое качество швов, применение метода ограничено, так как в месте соединения образуется выпуклость. Участки, зажатые в губках, сильно деформируются, поэтому их извлечение затруднено. Метод используется для сваривания алюминиевых проводов, стержней, реже труб. Рекомендуется использовать металл сечением не более 30 мм².