С физической точки зрения, сварка есть не
что иное, как взаимное проникновение ато-
мов и молекул двух соединяемых деталей
под воздействием высокой температуры
и/или пластической деформации. Химия
процесса несколько сложнее: он может
сопровождаться разнообразными реакциями
окисления, восстановления и даже возник-
новением интерметаллических соединений.
В любом случае данная технология позволя-
ет прочно и достаточно надежно соединять
металлы (в том числе разнородные), сплавы
и термопластичные полимеры. Основные ви-
ды сварных соединений – встык, вскос (или
косо-стыковое), внахлест, втавр (т. е. впри-
тык) и в угол.
ВИДЫ СВАРКИ
Хорошо знакомая всем горновая, или кузнеч-
ная, сварка разогретого до пластичного состо-
яния (1100–1300 °С) железа и его низколеги-
рованных сплавов основана на горячей плас-
тической деформации. Вплоть до конца XIX
века другой технологии просто не существо-
вало, зато потом возникло множество мето-
дов сварного соединения деталей. Вот некото-
рые наиболее распространенные из них.
Холодная сварка.
Благодаря пластической де-
формации сжатием или сдвигом она позво-
ляет соединять разнородные металлы, напри-
мер, алюминиевый провод с медным контакт-
ным наконечником. Метод именуется холод-
ным, поскольку температура в рабочей зоне
не достигает минимально необходимого
уровня для рекристаллизации. Давление
здесь может прикладываться статично (по-
стоянно) или с высокой частотой (такой спо-
соб называется ультразвуковым). Для всех
разновидностей холодной сварки критична
высокая степень очистки соединяемых по-
верхностей, и по понятным причинам в усло-
виях домашней мастерской подобная техно-
логия неприменима, она годится только для
промышленного производства различного
масштаба.
Для сварки пластиковых пленок, а также тон-
кой алюминиевой или медной фольги приме-
няются ультразвуковые аппараты. Сварочной
головкой в них является достаточно мощный
магнитострикционный излучатель, преобра-
зующий электрические колебания в механи-
ческие (с частотой 20–40 кГц) и передающий
их на крепко прижатые друг к другу поверх-
ности свариваемых деталей через волновод
или концентратор, усиливающий амплитуду
(
до 20–30 мкм). Высокочастотные механиче-
ские колебания в сочетании с относительно
небольшим статичным давлением вызывают
в рабочей зоне поверхностный нагрев, вырав-
нивание микронеровностей и разрушение
оксидного слоя, что обеспечивает прочность
соединения. Такие установки применяются,
в частности, для запечатывания полиэтилено-
вых пакетов, подобное оборудование можно
увидеть во многих магазинах.
Довольно экзотической разновидностью хо-
лодной сварки является разработанная пол-
века назад сварка направленным взрывом.
Возникающая здесь ударная волна и кумуля-
тивная струя создают волнообразное взаи-
мопроникновение и сплавление плоских по-
верхностей разнородных металлов, чаще все-
го для получения биметаллических пластин и
плакирования (например, стали алюминием).
Диффузионная сварка
происходит за счет
диффузии одного из свариваемых материа-
лов в другой под воздействием относительно
небольшого давления и незначительного на-
грева (ниже температуры плавления). Обычно
этот процесс происходит в вакуумной камере
и продолжается от нескольких минут до ча-
сов. Такая технология позволяет работать с
тугоплавкими металлами и сплавами, а также
соблюдать очень жесткие допуски на линей-
ные размеры. И она, разумеется, чисто про-
мышленная.
СВАРКА
31
02 / 2014
Д
РЕЛЬ
Д
О
Д
ЫР
М
НОГИЕ ЛЮДИ НЕ ПОНА-
СЛЫШКЕ ЗНАКОМЫ СО
СВАРКОЙ, ОДНАКО ДАЛЕКО НЕ
ВСЕ ЗНАЮТ, ЧТО ОНА ПОЗВОЛЯ-
ЕТ НАДЕЖНО СКРЕПЛЯТЬ НЕ
ТОЛЬКО МЕТАЛЛЫ, НО И ТЕР-
МОПЛАСТЫ: В ОБОИХ СЛУЧАЯХ
ПРОЦЕСС ОСНОВАН НА МЕЖ-
АТОМНОМ И МЕЖМОЛЕКУЛЯР-
НОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ СТЫКУ-
ЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, ВОЗНИ-
КАЮЩЕМ ЗА СЧЕТ НАГРЕВА
И/ИЛИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОР-
МАЦИИ МАТЕРИАЛОВ. МЕЖДУ
ПРОЧИМ, НА СЕГОДНЯШНИЙ
ДЕНЬ ЭТО САМЫЙ РАСПРОСТРА-
НЕННЫЙ И НАДЕЖНЫЙ СПОСОБ
НЕРАЗЪЕМНОГО СОЕДИНЕНИЯ
ДЕТАЛЕЙ.
