Холодная сварка для алюминия: какая лучше, выбор высокотемпературного состава

Благодаря ряду положительных качеств, алюминий (Al) широко распространен при изготовлении различных деталей и изделий. Например, большинство видов транспорта на земле от велосипеда до космических ракет выполнены из алюминия. Это связано с тем, что. алюминий и его сплавы отличаются уникальными характеристиками – малым удельным весом, хорошей теплопроводностью и электропроводностью, прочностью. Однако при соединении деталей из этого металла часто возникают трудности. Например, из-за мягкости алюминиевых деталей редко используется их скрепление с помощью болтов.

Надежным способом обработки алюминия является аргоновая сварка, но для ее выполнения требуется сложное оборудование и квалифицированный сварщик. Поэтому во многих случаях, особенно в домашних условиях, для ремонта алюминиевых изделий используется холодная сварка.

Виды холодной сварки

Холодная сварка алюминия производится для восстановления корпусов приборов, ремонта бытовых изделий и рабочих инструментов.

Производится она несколькими способами:

Сварка давления производится посредством прижатия соединяемых участков друг к другу при помощи стержней (пуасонов). Высокое давление влечет разрушение в алюминии оксидного слоя, что помогает созданию высокопрочного монолитного соединения на молекулярном уровне.
Второй метод аналогичен предыдущему. Разница заключается в наличии сдвига при давлении. Направленное горизонтальное смещение производится по всей длине стыкуемых областей.
Заключительный способ наиболее прост в применении — используется клей, основу которого составляют эпоксидные смолы. После нанесения он способен проникать в кристаллическую решетку алюминия, образуя прочное и долговечное соединение.

Холодная сварка деталей из алюминия при помощи специального клея

Холодная сварка деталей из алюминия, выполняемая при помощи специального клеевого состава, – это технология, позволяющая очень быстро и без особой подготовки поверхностей получить неразъемное соединение. Очень часто данную методику используют в тех случаях, когда необходимо устранить аварийную ситуацию и оперативно соединить алюминиевые детали. Естественно, простота данной технологии позволяет использовать ее чаще всего в домашних условиях.

Клей для скрепления алюминиевых деталей методом холодной сварки

Специальный состав, который применяется для выполнения такой сварки, – это двухкомпонентный клей, выпускаемый в виде мастики или густой жидкости. Состоит такой клей (его можно приобрести практически в любом хозяйственном магазине) из эпоксидной смолы и стального порошка, который служит для упрочнения формируемого соединения.

Чтобы улучшить характеристики клеевого состава для холодной сварки (адгезия с соединяемыми поверхностями, устойчивость к высоким температурам и к воздействию агрессивных сред), в его состав добавляют специальные присадки. Благодаря их использованию свойства застывшего клеевого состава часто превосходят характеристики соединяемых деталей по своей прочности и надежности.

Использование двухкомпонентного клея для фиксации штуцера в трубе из алюминиевого сплава

Любой клей для выполнения холодной сварки – как жидкий, так и в виде мастики – состоит из двух компонентов, которые необходимо смешать непосредственно перед использованием. Следует иметь в виду, что применить смешанный состав необходимо в течение 20–30 минут (спустя полчаса он начинает активно затвердевать). После нанесения на поверхности деталей из алюминия клеевого состава их необходимо прижать друг к другу и выдержать в таком состоянии 40–45 минут. Полное застывание состава происходит в течение 2–2,5 часов.

Чтобы в производственных или домашних условиях получить надежное соединение при использовании клея для холодной сварки, необходимо предварительно очистить и обезжирить соединяемые поверхности. При помощи данного метода можно не только соединить плоские заготовки из алюминия, но и заварить небольшие отверстия и трещины, потратив на это минимум времени и усилий. Соединенные при помощи клея для холодной сварки детали хорошо переносят любые механические воздействия, кроме нагрузок на разрыв.

Ремонт холодной сваркой пробитого поддона картера автомобиля

Применение данного метода холодной сварки алюминия позволяет получить прочные и надежные соединения, но имеет ряд ограничений, о которых необходимо знать.

Так, клей не рекомендуется использовать:

в местах, характеризующихся высокими температурами;
в тех местах, к которым предъявляются повышенные требования по экологической безопасности;
для соединения деталей, условия эксплуатации которых часто изменяются;
для герметизации сосудов и емкостей, находящихся под высоким давлением;
для соединения деталей, эксплуатируемых в условиях агрессивной окружающей среды;
для герметизации труб и сосудов, контактирующих с жидкими пищевыми средами и продуктами питания.

Следует также отметить и преимущества применения клея для холодной сварки, которые делают его очень популярным средством соединения деталей из алюминия:

исключение окислительных процессов в месте стыка заготовок, что придает долговечности такому соединению;
простота использования;
минимум времени, необходимого для формирования неразъемного соединения;
невысокая цена состава и отсутствие необходимости в использовании специального оборудования и энергоносителей.

Небольшой обзор распространенных на отечественном рынке составов для холодной сварки, основанный на отзывах людей, применявших их на практике.

«PERMATEX Cold Weld» Эффективный и весьма универсальный клей, допускающий применение с различными материалами. Отлично выдержал нагрузки на отрыв и на сдвиг в ходе испытаний.
«WURTH Liquid» Великолепно подходит для работы с металлическими деталями.
«Abro Steel» Хорошо подойдет для ремонта емкостей для хранения жидкостей благодаря высокой способности обеспечивать герметичность.
«Титан» Доступная цена, отменное противодействие механическим нагрузкам.
«Cold Weld PERMATEX» Довольно популярный состав, заслуживший немало положительных отзывов.

Применение

Холодная сварка для алюминия применяется не только при промышленном производстве каких-либо деталей, но и в домашних условиях. Этот метод соединения поверхностей незаменим, когда требуется срочно заделать трещину в трубе или устранить поломку крепления.

Такой ремонт, зачастую, временная мера. После него заплатку удаляют и заваривают дефект аргоном, либо меняют вышедшую из строя деталь на новую. Холодная сварка по алюминию применяется в ситуациях, когда по нормам пожарной безопасности пользоваться обычной высокотемпературной сваркой нельзя.

Варим алюминий под защитой инертных газов

Сварка алюминия в среде аргона и других защитных газов также весьма популярна, но в большей степени среди профессионалов и в промышленности, хотя в домашних условиях ее тоже можно применять.

Данному методу вполне можно обучиться самостоятельно, в особенности учитывая множество обучающих видеороликов в сети интернета под шапкой «сварка алюминия аргоном для начинающих». Сварочные швы при технологии сварки алюминия и его сплавов прочны, надежны и имеют отличный внешний вид. Кроме того, с помощью этого метода возможна сварка алюминия со сталью.

Здесь тоже применяются электроды, но совсем другого рода: они неплавящиеся и сделаны из вольфрама. Среди инертных защитных газов популярнее всего гелий или аргон, который дешевле гелия и является чемпионом по использованию в сварке. В сварке стали с алюминием используется только аргон.

Схема аргонодуговой сварки алюминия.
Борьба с оксидной поверхностной пленкой в данной технологии проводится несколько иным способом. Сварочная дуга подпитывается от источника переменного тока. Режимы работы разные, они определяются по специальным таблицам в зависимости от типа шва и, главное, толщины свариваемых заготовок.

Калибр вольфрамового электрода, равно как и присадочного прутка, также относится к режиму сварки в числе силы сварочного тока, скорости подачи инертного газа и так далее.

Если продолжить говорить о самостоятельном обучении аргонно дуговой сварке алюминия, то необходимо запомнить следующие несложные правила:

Важнейшие факторы успеха сварки в инертных газах – методы и качество подачи расходных материалов. К ним относятся присадочный пруток и сам защитный газ. Присадочный пруток лучше всего представить кистью художника, которой вы пишете картину маслом. Что это значит: самым кончиком прутка прикасаются к краю сварочной ванны, а затем отводят назад и вверх. Особенность процесса – то, что поперечные движения прутка ни в коей мере не нужны в отличие от сварки других металлов.
Подача защитного газа – следующий важнейший фактор успешной сварки алюминиевых сплавов. Газ нужно подавать в зону сварки заранее – примерно за 3 – 5 секунд до начала. Выключение подачи газа соответственно проходит через несколько секунд после окончания процесса – обрыва дуги. Скорость сварки и расход защитного газа – два параметра, за которыми нужно следить самым внимательным образом: они оказывают самое прямое влияние на качество сварочного шва. Если расход газа будет выше, чем это нужно, защита зоны сварки ухудшится – в нее будет засасываться лишний воздух. И наоборот, если скорость соединения будет высокой, а газа в это время будет не хватать, защита от воздуха также будет нарушена.
Длину электрической дуги нужно соблюдать точно, она должна находиться в пределах 1,5 – 2,5 мм.
Между электродом из вольфрама и присадочным прутком угол должен составлять 90°.
А вот угол между электродом и металлической свариваемой поверхностью должен составлять не больше 80°.
Последовательность в процессе сварки должна быть только такая: сначала идет присадочный пруток, только затем двигается газовая горелка. Именно такой порядок обуславливает надежную защиту шва.
Для снижения риска прожога тонких деталей или перегрева заготовок под зоной сварки размещают медный или стальной радиатор.

https://www.youtube.com/watch?v=Nu_Yopf7z44

Методы сварки деформацией

Есть три основных метода сварки деформацией. Ниже подробно рассмотрен каждый из них.

Точечный

Методика соединения алюминиевых пластин внахлест. Качество получившегося стыка будет напрямую зависеть от выраженности деформации пластины в точке, в которой производилась сварка.

Процесс скрепления детали выглядит так:

Одна алюминиевая деталь размещается на другой. С двух сторон они обе плотно фиксируются зажимами.
Далее с соблюдением определенных интервалов располагают пуансоны. Именно на них впоследствии будет подаваться точечная нагрузка.
Заключительный шаг — один металл фрагментно вдавливается в другой.

Самое очевидное преимущество точечной холодной сварки — незначительная деформация деталей, которая не будет оказывать существенного влияния на общую прочность конструкции, поскольку та происходит только в местах соприкосновения элементов, а не по всех площади поверхности.

Шовный

Эффективная методика образования сплошного шва при помощи специализированного оборудования. Оно состоит из двух роликов, расположенных параллельно друг к другу.

Между ними мастер закрепляет деталь. На рабочей части закрепляется кольца (пуансоны). Данные элементы в дальнейшем будут участвовать в формировании стыкового шовного соединения. Шовная сварка бывает 2-х разновидностей: односторонняя и двухсторонняя.

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.

Холодная сварка клеем

Холодная сварка по алюминию при помощи клеевых составов доступна всем. Широкий ассортимент подобных составов представлен во всех крупных строительных магазинах (а иногда и в простых хозяйственных).

Мастера рекомендуют отдавать предпочтение водостойким и маслостойким клеям известных производителей, уже длительное время присутствующих на рынке. Также не стоит покупать изделия из низшей ценовой категории. Те редко отличаются качеством и не сумеют обеспечить должного результата.

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.

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.

Как выбрать клей?

Ввиду многообразия продуктов отечественного и зарубежного производства сложно определиться с выбором.

Чтобы результат не разочаровывал, необходимо:

производить сравнение характеристик различных марок;
внимательно ознакомиться с инструкцией по применению, размещенной производителем на упаковке;
заблаговременно ознакомиться с отзывами на продукцию;
обращать внимание на универсальные клеи, которые предназначены для склеивания алюминия с иными материалами.

Также надо в обязательном порядке учитывать диапазон рабочих температур, стойкость к агрессивным условиям внешней среды, степень адгезии.

Безусловно, список того, чему надо уделять внимание, внушителен. Чтобы облегчить жизнь читателя, далее в статье будут указаны самые надежные и доступные клеевые составы.

В том, что касается алюминия, разумно использовать пластилинообразные средства. Это актуально, когда ремонтные работы производятся, что называется, в срочном порядке.

Клеевые составы для холодной сварки двухкомпонентные. Это значит, что перед применением необходимо смешать части в строгом соответствии с установленными производителем пропорциями.

Большинство составов являются высокотемпературными и способными сохранять свои свойства до +140 градусов Цельсия, а отдельные модели и до плюс 250 градусов. Такие экземпляры имеют большую стоимость.

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.

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.

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.

Обязательные меры предосторожности

Холодная сварка по алюминию предполагает соблюдение определенных мер предосторожности. Игнорирование их вполне способно привести к нанесению вреда здоровью работника. Потому, всегда необходимо производить все манипуляции в специальной одежде и защитных очках.

Не стоит забывать и про перчатки, голыми руками работать категорически запрещается. Даже совсем небольшие кусочки клея при попадании на открытые участки кожи способны вызвать раздражение. Если все же это произошло, то руки следует немедленно промыть горячей водой.

Рабочее помещение должно быть оборудовано вытяжкой. Также на протяжении всего рабочего процесса должен быть обеспечен приток свежего воздуха. В противном случае присутствует риск получить отравление вследствие вдыхания паров эпоксидной смолы и растворителей.

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.

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.

Плюсы и минусы клеевой методики

Холодная сварка по алюминию, если она выполнена в соответствии со всеми правилами и нормам, дает герметичный шов, устойчивый к разрушению даже при воздействии сильных вибраций. Достигается этот эффект за счет достаточной эластичности соединения.

Теперь, непосредственно к достоинствам клеевой сварки:

дешевизна работы;
малое количество времени, которые требуется ожидать между окончанием ремонта и началом эксплуатации предмета;
никаких отходов и затрат электроэнергии;
необязательность наличия опыта;
помогает сварить алюминий с материалами, имеющими другой молекулярный состав.

Однако, вместе с этим, специфика метода сварки накладывает ряд ограничений на ее применение.

Виды клея

Наиболее подходящим для работы с алюминиевыми поверхностями является полиуретановый клей или изготовленный на основе эпоксидной смолы.

Клеи на полиуретановой основе бывают:

однокомпонентные;
двухкомпонентные.

В однокомпонентных составах содержится полимер полиуретан и нет растворителя. Подобные средства применяются на открытых частях изделий. Перед скреплением поверхность необходимо смочить водой. Благодаря этому однокомпонентный клей вступает в реакцию с алюминием, формируя тем самым очень прочное соединение.

PERMATEX Cold Weld

Из-за содержащегося в двухкомпонентных составах отвердителя смачивание поверхности водой не требуется. Подобные средства обладают устойчивостью к маслам, грибкам, плесени, отличаются повышенной пластичностью и термостойкостью.

Двухкомпонентные составы на основе эпоксидной смолы характеризуются улучшенными адгезионными свойствами и отличаются устойчивостью к воздействию высоких температур. Часто используются при монтаже конструкций из алюминия, а также для соединения материалов, имеющих разные показатели теплового расширения (дерево, фарфор, камень). Качественного склеивания поверхностей из различных материалов добиться сложно, потому дополнительно используются механические приспособления, например, эластичная лента.

Abro Steel

Составы на основе смолы бывают:

горячего затвердевания — применяются, по большей части, на промышленных предприятиях и застывают при температуре +1000° С;
холодного — твердеют при температуре от +15 до +350° С.

Любой двухкомпонентный клей перед нанесением смешивается с отвердителем, пропорции могут быть разными, соответствующая информация находится на упаковке.

Cosmopur 819

Обзор популярных средств, применяемых для алюминиевой сварки

Клеевых составов много. У неопытных ремонтников может возникнуть резонный вопрос: “А какой лучше выбрать, чтобы не ошибиться?”. Стоит в этом разобраться! Ниже представлены наиболее распространенные и надежные марки, заслуживающие доверия.

Permatex

Многоцелевой компаунд, выполненный на основе эпоксидной смолы. Устойчив к вибрациям и внешним физическим воздействиям. Применим для соединения пластика, дерева, резины, стекла и металлов (в том числе алюминия). Обладает жидким составом, наносится путем выдавливания из тюбика.

Характеристика клея:

не подвержен коррозийным процессам;
первичное застывание происходит за 4 минуты;
способен сохранять свои свойства до +170 градусов Цельсия;
не подвержен воздействию кислот и щелочей.

ASTROhim

Помогает без труда произвести сварку алюминия в домашних условиях. Также применим для деревянных и керамических изделий. Часто применяется для восстановления резьбы.

С этой целью готовая смесь намазывается на старую часть резьбы, после чего вкручивается болт. После этого спустя 20 минут болт необходимо выкрутить, новая резьба будет готова всего спустя 90 минут.

Основные характеристики клея:

время схватывания составляет 20-25 минут;
производить с ремонтируемым изделием иные работы допустимо спустя полтора часа;
состав сохраняет свойства в температурном диапазоне от -60 до +140 градусов Цельсия;
срок нанесения смеси после смешивания компонентов составляет 7 минут (желательно, чтобы при этом температура окружающей среды находилась на уровне +20 градусов Цельсия).

Анлес Унипласт-универсал

Двухкомпонентный состав (эпоксидная смола и отвердитель). Достойный вариант, позволяющий за считанные минуты выполнить холодную сварку алюминия. Продолжать работу с изделием можно спустя сутки после нанесения состава.

Основные характеристики Анлес Унипласт-универсал:

широкий диапазон рабочих температур (от -45 до +120 градусов Цельсия);
сварка демонстрирует устойчивость к воздействию масел, бензина и воды;
применять и корректировать положение состава на рабочей поверхности допустимо в течении 25 минут после смешивания компонентов.

Меtaflex

Холодная сварка по алюминию с этим клеем будет сделана в течение нескольких минут. Двухкомпонентная смесь полностью застынет через 20 после нанесения. Корректировать ее положение на деталях можно первые 15 минут.

Состав славится своей устойчивостью к воздействию масел и влаги. Способен выдерживать температуры от -60 до +150 градусов Цельсия. Стоимость изделия вполне демократична, за 60 грамм в строительных магазинах просят от 250 до 320 рублей.

Почему у него такой трудный характер

Если перевести поговорку «большому кораблю — большое плавание» на алюминиевый лад, то она будет звучать так: «уникальным свойствам – уникальные трудности». Уникальностей у алюминия — хоть отбавляй. Трудностей, соответственно, тоже.

Сварка алюминия в среде аргона.
Описывать и объяснять лучше по пунктам:

Главный физико-химический нюанс состоит в комбинации двух весьма неприятных для работы факторов: постоянного присутствия поверхностной окисной пленки и очень высокой температуры плавления этой самой пленки – от 20500°С. При этом нужно заметить, что сам алюминий готов расплавиться при со всем смешной температуре – всего 660°С.
Этот пункт – уже следствие первого: капли расплавленного жидкого алюминия мгновенно покрываются окисной пленкой, что напрямую мешает формированию сплошного сварочного шва. Решение этой проблемы давно найдено: для изоляции рабочей зоны от воздуха процесс проводят под защитой инертных газов.
Образование сварочной ванны также затруднено. Здесь играет роль высокая текучесть расплавленного алюминия. И эта проблемы решена технически: это применение специальных подкладок, которые отводят тепло.
В дополнение ко всем этим бедам алюминий содержит водород, который стремится выйти наружу при остывании металла в конце процесса. Это сказывается на сварочном шве – в нем образуются поры и трещины. Трещины имеют еще одно объяснение: в сплавах алюминия всегда много кремния, а он способствует их образованию.
Высокий коэффициент линейного расширения алюминия способствует его расширению при высоких температурах и, соответственно, усадке при остывании. Это приводит к значительной деформации многострадального сварочного шва.
Высокая теплопроводность алюминия заставляет применять при работе с ним довольно высокие значения сварочного тока.
Существует множество марок чистого металла и его сплавов. Часто случается, что определить конкретную марку бывает затруднительно, что приводит к дополнительным трудностям с выбором режима и расходных материалов.

Полезные советы

Рекомендации специалистов помогут выбрать для склеивания алюминия наиболее подходящий состав, а также сделать соединение поверхностей максимально качественным и надежным:

Алюминиевые конструкции вполне склеит двухкомпонентный состав на основе эпоксидной смолы. Но если требуется соединить поверхности сплава, в составе которого имеется алюминий, то лучше предпочесть продукт, содержащий метилакрилат.
Для алюминия подходящим является только специальный состав, содержащий кислоты и щелочи. Эти компоненты обеспечивают расщепление пленки из оксидов, что значительно улучшает адгезию клея.
Применение клеящих материалов на основе эпоксидной смолы категорически запрещается, если в будущем изделие будет применяться для хранения питьевой воды и продуктов или контактировать с ними.

Средства, используемые для склеивания алюминия, не провоцируют окисление металла, в отличие от газовой сварки. В результате отремонтированное изделие прослужит гораздо дольше. Еще одним положительным моментом является невысокая стоимость холодной сварки.

Недостатки холодного метода

Холодная сварка полимером позволяет быстро соединить алюминиевые детали без использования сварочного аппарата или прижимного оборудования. Но этот способ имеет и ряд ограничений:

состав, кроме высокотемпературной сварки, нельзя применять в местах работы с повышенными температурами;
средство плохо выдерживает высокое давление (свыше 10 атмосфер);
холодная сварка не рассчитана на агрессивную среду, и способна сопротивляться только коррозии;
изделие, сваренное холодным методом, предназначено для статических нагрузок (постоянное давление жидкости или удержание предмета), и может разрушиться при ударах и сильной вибрации.

Применение холодной сварки позволяет быстро и экономно соединять алюминий и его сплавы. В промышленных условиях для этого используют прижимные установки, способные накладывать швы точечно или всплошную. А в бытовой ситуации сварить алюминий без аппарата возможно специальным полимерным веществом.

Пошаговый процесс

Чтобы выполнить холодную сварку на алюминии или его сплавах, необходимо придерживаться рекомендаций указанных на упаковке средства. Зачастую они сводятся к следующему:

Распечатать упаковку с холодной сваркой.
Полимер имеет двухцветную структуру, составляющие которой находятся либо в разных емкостях, либо замотанные одна в другую. Необходимо отлить или отрезать нужную порцию вещества, визуально достаточную для покрытия трещины или отверстия.
Средство перемешивается между собой до однородной массы. Это лучше делать в перчатках, чтобы предотвратить раздражение на коже. Смешанный состав годен для применения в течение 30 минут, при постоянном сминании, чем поддерживается его температура и пластичность.
Свариваемые стороны необходимо обезжирить ацетоном.
Холодную сварку наносят на место будущего соединения и поверхности крепко сжимают между собой. Необходима выдержка 40 минут до затвердевания материала.
После этого удаляются лишние частицы вещества с боков. Это можно сделать наждачной бумагой.
Изделие оставляется в покое еще на два часа до полной сцепки материалов.

Что это такое или виды сварки

На самом деле термином «холодная сварка» называются два различных по природе способов соединения алюминиевых деталей между собой.

Первый, часто применяемый в заводских условиях, основан на принципе диффузии, то есть взаимопроникновения молекул двух твердых веществ при соприкосновении между собой. Диффузия в принципе характерна для многих металлов, причем у одних (алюминия, меди и некоторых других) процесс происходит быстрее, чем у других.

Инициируется этот процесс давлением. Под действием давления молекулы двух разных алюминиевых деталей как бы «перемешиваются» друг с другом, образуются новые межмолекулярные связи, и формируется достаточно прочный шов.

Другой способ соединения алюминиевых деталей — склейка. Именно клей для алюминия чаще всего ассоциируется у большинства людей с самим понятием холодной сварки.

Чем склеить алюминий с алюминием? В основном используются различные двухкомпонентные составы, основой в которых является эпоксидная смола. Дополнительным компонентом, обеспечивающим прочность и схватываемость с металлами, является мелкодисперсный стальной порошок, который добавляется в эпоксидную основу непосредственно перед применением.

Такие клеящие вещества могут выпускаться в различных агрегатных состояниях — как в жидкой или полужидкой форме, близкой к гелю или собственно смоле, так и в виде мастики — пластилинообразной массы, из которой сформированы прямоугольные или цилиндрические бруски.

Каждый брусок состоит из двух не смешанных друг с другом веществ. Смешивание, которое активизирует клеящие свойства мастики, происходит в пальцах человека непосредственно перед нанесением.

Достоинства и недостатки сварки деформацией

Первый способ — холодная сварка под давлением — чаще используется при штамповке деталей на заводе.

Его основное достоинство — в том, что шов формируется из того же материала, что и детали, это удешевляет конвейерное производство и позволяет формировать соединения, по прочности приближающиеся к литым деталям.

Холодная сварка алюминия под давлением, можно сказать, высокотемпературная. Она позволяет деталям выдерживать тот же уровень нагрева, что и чистый алюминий.

Достоинства сварки деформацией:

выдерживает большие перепады температур;
выдерживает большое давление (но не больше, чем может выдержать сам металл);
проявляет стойкость в агрессивных средах;
не выделяет вредных веществ в окружающую среду.

Основным недостатком является только необходимость в использовании специального оборудования для такой сварки.

Существует три основных способа такой сварки:

Стыковой.
Шовный.
Точечный.

В первом случае две детали соединяются в прессе стык-в-стык и сильно сдавливаются по продольной оси.

Таким способом можно сваривать элементы с локальной площадью стыковки (небольшой величины). Необходимо учитывать процесс «потери» материала после сжатия: так, при сварке таким способом двух отрезков алюминиевой арматуры их общая длина окажется на 5-7% меньше, чем суммарная длина по отдельности.

Шовным методом скрепляют между собой две детали с большой длиной шва, например, две стороны одного листа, формируя трубу. Их соединяют внахлест и помещают под прижимной ролик. Вращаясь, ролик сдавливает листы алюминия и прижимает их к опорному башмаку, вжимая друг в друга. Таким образом формируется равномерный шов.

Недостаток этой технологии в том, что этот шов сам по себе является слабым местом в конструкции. Поэтому там, где требуется выдерживать высокие нагрузки, применяется шовно-точечный метод, при котором ролик не гладкий, а протектированный. Протекторами являются рабочие выступы, которые обеспечивают локализованное давление, и шов выглядит не как линия, а как равномерная цепочка точек. Он прочнее «гладкого» шва.

И наконец, собственно точечный метод — на два соединенных внахлест листа или пластины алюминия производится силовое воздействие в нескольких локальных точках сверхтвердыми объектами — пуансонами.

При вдавливании их в алюминий и последующем извлечении образуется сварная точка. При правильном расчете геометрии этих точек и величины деформирующего воздействия можно добиться очень высокого качества соединения при минимальных потерях металла.

Обратите внимание: при стыковой сварке антиоксидантная обработка, то есть истирание поверхностного оксидированного слоя, происходит одновременно со сварочным процессом, во всех остальных необходимо предварительно зачищать поверхности свариваемых деталей от окислов.

Достоинства и недостатки сварки клеем

Основное достоинство любых клеевых составов — удобство применения в быту, для личных нужд, в том числе и при производстве работ с требованиями по герметичности. Можно подобрать клеящий состав со специальными присадками для высокотемпературной сварки. Этот способ соединения алюминиевых деталей очень прост и дешев.

Как склеить алюминий с алюминием? Если вы используете брусок двухкомпонентной мастики, то просто отрежьте от него требуемое количество и разомните в пальцах, пока массы не перемешаются и не размягчатся.

Обезжирьте поверхности, которые собираетесь склеивать, ацетоном или другим растворителем, вытрите насухо и нанесите состав. Пластичная масса примет любую форму и заполнит любое отверстие, поэтому ее можно применять для заделки трещин в алюминиевых деталях, монтажа сантехнических элементов и других нужд практически в любой сфере.

Если вы используете состав с жидкой основой, то, следуя инструкции, просто смешайте металлический порошок с эпоксидной массой до получения пластичной массы, и действуйте описанным выше способом.

Если достоинство такой сварки — удобство применения и низкие цены на составы, то недостатков гораздо больше.

Сваренные вхолодную с помощью мастики или клея детали нельзя подвергать большим нагрузкам, особенно на разрыв. Клей обеспечивает герметичность, но не способен выдерживать сильное давление, хотя есть отдельные составы, формирующие очень прочное соединение. Цены на них, естественно, выше.

Высокие температуры, а особенно перепады температур может переносить тоже не всякий состав. Следует быть очень внимательным к обработке склеиваемых деталей, особенно к обезжириванию — любые жиры снижают адгезионные свойства клея.

Время полного затвердевания клея составляет обычно 2 — 2,5 часа. Необходимо единовременно приготавливать ровно столько клея, сколько собираетесь использовать, иначе (особенно это характерно для жидких клеев), он застынет намертво, и посуду, в которой его готовили, придется выбросить. Кроме того, во избежание отравления парами рекомендуется во время работ пользоваться респиратором.

Холодная сварка алюминия

Легкий металл, один из самых используемых в истории цивилизации (хотя в промышленных масштабах всего полтора столетия), устойчивый к коррозии, податливый в механической обработке, пластичный, с отличной теплопроводностью. Это – алюминий.

Получить сложные изделия из алюминия можно литьем и с использованием сварки (ручной, полуавтоматической, аргонно-дуговой).

Альтернативой классическим методам сварки является сварка алюминия холодным способом. Этот метод активно применяется в промышленности (для сварки корпусов электронных и других приборов, кабелей, ремонта и восстановления поверхностей, изготовления каркасов, подставок, изделий бытового назначения) и в домашних мастерских. Для автомобилистов – это незаменимая вещь (ремонт радиаторов, головки блока цилиндров, аккумуляторов, трещин и отверстий на корпусах деталей).

Преимущества холодной сварки:

возможность ремонта изделий, нагревать которые нельзя;
удешевление работ за счет снижения количества отходов материала до 10 раз;
возможность сварки без использования флюсов;
становятся доступными работы в пожароопасных местах;
возможность стыковки проводов без нарушения и оплавления изоляционного покрытия;
способность получать сварное соединение со сталью и другими пластичными металлами.

Оборудование для холодной сварки:

механизмы для необходимого закрепления деталей;
гидравлический или механический привод для создания требуемого давления в местах сварки;
механизмы и станки для выполнения работ.