Холодная сварка (ХС) — способ соединения металлических деталей при комнатной температуре (иногда и отрицательной). Холодной сваркой соединяют металлы, имеющие высокую пластичность при нормальной температуре (Al, Au, Ag, Cu, Ni, Pb, Sn и др.)
Для их соединения можно применять различные схемы приложения давления Р и схемы соединения: точечной сваркой при одностороннем и двухстороннем деформировании с предварительным и окончательным деформированием и шовной сваркой.
Точечной сваркой соединяют детали внахлестку без предварительного или с предварительным сжатием свариваемых деталей. Точечная сварка может выполняться без предварительного сжатия деталей путем их двустороннего или одностороннего деформирования.
Пуансон имеет выступ и опорную часть большого сечения. Под действием усилия (Рос) рабочий выступ внедряется полностью в деталь, где и образуется сварная точка. Усилие передается деталям не только через рабочие выступы, но и через опорные части. Площадь сварной точки, как правило, равна площади сечения вдавливаемой части пуансонов, но при определенных условиях может ее превышать.
К технологическим параметрам точечной сварки следует относить также количество и расположение сварных точек. Холодная сварка роликами бывает односторонняя и двусторонняя.
Односторонняя сварка выполняется роликами, один из которых имеет рабочий выступ, а второй — не имеет и служит лишь опорой. Такая схема сварки применяется, как правило, при соединении деталей из одного и того же материала. Разновидностью сварки роликами является шовно-точечная.
Во втором случае, т.е. при одновременном соединении по всей длине шва, сварка осуществляется вдавливанием пуансонов подобно точечной сварке. Пуансоны имеют рабочие выступы кольцевой формы. Как и при точечной сварке, применяется одностороннее или двустороннее деформирование металла. Особое положение занимает шовная сварка, позволяющая изготавливать изделие без отбортовки, а также соединять трубы с расположенными внутри них перегородками.
Сварка тавровых соединений — это способ холодной сварки двух деталей. Одна из заготовок, как правило, плоская, а другая (привариваемая) может быть прутком, полосой или иметь иную форму. Получены соединения при диаметре прутка до 30 мм, толщине плоской детали до 20 мм.
Сварка сдвигом — соединяют полосы из алюминия, меди, армко-железа, никеля толщиной до 4–8 мм.
При ХС наблюдается интенсивный наклеп металла. В силу этого прочность сварного соединения, выполненного без нарушения технологического режима выше, чем у основного материала. Отсутствие значительного нагрева практически исключает возможность появления хрупких интерметаллидных прослоек (например, при сварке алюминия с медью), обеспечивая тем самым высокую пластичность и прочность соединения. Сварной шов не загрязняется посторонними примесями, обладает высокой химической однородностью и поэтому имеет высокие показатели по коррозионной стойкости и стабильности электрического переходного сопротивления. По сравнению с соединениями, выполненными другими методами, простота подготовки деталей к сварке, легкость контроля параметров режима, отсутствие вспомогательных материалов, газо- и тепловыделений, возможность дистанционного управления и быстрота процесса позволяют легко автоматизировать ХС. Процесс не требует высокой квалификации сварщика-оператора. Удельные затраты энергии при сварке приблизительно на порядок меньше, чем при сварке плавлением. Применение этого метода способствует улучшению гигиенических условий на производстве.
Сварка встык — подлежащие сварке стержни зажимают в зажимах. Концы свариваемых деталей выпускают из зажимных губок на определенную длину, называемую вылетом.
При осадке правый и левый зажимы сближают до соприкосновения и острый край, зажимая, обрубает выдавленный металл.
Таким образом свариваются стержни и проволока круглого квадратного и прямоугольного сечения, полосы и т.п. Место сварки получается чистым и не требует последующей обработки. Металл в зоне сварки упрочняется вследствие наклепа, и разрыв при испытаниях происходит всегда вне зоне сварки.