Склеивание металлов как альтернатива сварке и крепежу

Преимущества клея для металла в решении производственных задач

Склеивание изделий, зачастую, лучшая альтернатива сварке и клепке при решении производственных задач. Клеи имеют преимущество при деформационных нагрузках конструкций перед точечным контактом, характерным для механических крепежных элементов. Клеи могут значительно уменьшить или устранить проблемы коррозии во враждебных средах и при взаимодействии гальванических пар. Склеенные конструкции из металла – более легкие, технологичные, виброустойчивые, ударопрочные, нивелируют деформационные нагрузки. Используя клей для металла с различными параметрами, проектируют клеевое соединение, с заданными параметрами. Простота технологии плоскостного или точечного склеивания металла удешевляет технологические процессы изготовления изделий и экономит ресурсы.

Холодная сварка: преимущества материала

Материал под названием холодная сварка на самом деле не предполагает действий, связанных с применением сварочных аппаратов, а свое наименование получил благодаря результату применения в разных сферах. Детали из различного металла склеиваются за счет сварочной массы, проникающей в верхний слой одной из частей, обеспечивая их прочное соединение.

С помощью холодной сварки можно склеивать между собой все виды металлов

Далее разберемся, как работает холодная сварка. Сам процесс происходит под высоким давлением, а монолитность готового изделия зависит именно от сварочного материала. Соединение компонентов происходит в результате глубокой пластической деформации и самого клеящего состава, и металлических деталей.

Верхний слой металла деформируется за счет того, что в его покрытие входит оксидный слой. Детали максимально сближаются друг с другом настолько, что решетки кристаллов фактически сливаются на молекулярном уровне. Таким образом происходит сильная химическая реакция.

С помощью холодной сварки можно склеивать все виды металла, включая цветные, благородные и черные металлы. Так же возможно комбинировать разнородные металлические соединения, например, делать напайки на алюминиевых жилках проводов. Особенно популярно применение холодной сварки в случаях, когда необходимо сочетать металлы, не выдерживающие высоких температур, предполагающих традиционную сварку металла.

Основные достоинства холодной сварки следующие:

отсутствие нагрева, что позволяет избежать деформирования склеиваемых деталей;
в результате склеивания получается аккуратный и надежный шов;
применение материала не предполагает наличие отходов;
экономия энергоресурсов;
для использования не требуется специальной подготовки и навыков;
отсутствие дополнительных инструментов;
в процессе не выделяются дым и газ, что обеспечивает его экологичность и безвредность.

После применения жидкой сварки остаётся ровный и аккуратный шов

Что такое холодная сварка: состав и свойства

По своему составу холодная сварка представляет собой однокомпонентный или двухкомпонентный вязкий или жидкий материал с высокими клейкими качествами. Если изъяснятся более простым языком, то это клей для железа, предназначенный для склеивания деталей из самого разнообразного металла.

Важно! Холодную сварку иногда применяют в таких ситуациях, когда традиционный метод не применим. Например, для ремонта емкости, предназначенной для хранения взрывоопасных материалов.

Материал включает такие компоненты:

Эпоксидные смолы. Основу холодной сварки, отвечающую за его высокую склеивающую способность, составляют разные смолы на основе эпоксида. Этот же материал делает его пластичным и однородным.
Металлический компонент. Вещество на основе пыли из металла используют в качестве наполнителя.
Дополнительные вещества. В состав клея могут также входить сера и другие химические вещества, модификаторы.

Чаще всего холодная сварка имеет двухкомпонентный состав

Смесь перечисленных материалов в итоге дает однородный полимерный состав — клей для металла. Холодная сварка благодаря им обладает высокими склеивающими качествами. В зависимости от количества составляющих веществ, холодная сварка может быть:

однокомпонентной, которую следует использовать одноразово, так как после вскрытия упаковки материал теряет свои качества;
двухкомпонентной, которая предполагает многоразовое использование клея. Причем даже при длительном хранении материал не теряет своих клеющих качеств.

Упаковкой для клея служит туба цилиндрической удлиненной формы. Сверху состав покрывается отвердителем, а внутри находится эпоксидная смола, смешанная с металлической пылью.

Широкая сфера применения холодной сварки металлов

Несмотря не то, что такое средство, как холодная сварка было изобретено сравнительно недавно, оно очень быстро завоевало популярность в самых разнообразных сферах применения. В частности ее используют:

для склеивания элементов сантехники, в основном это водопроводные, канализационные и отопительные трубы, как из пластика, так и из металла;
для фиксации линолеума на полу и швов между рулонами;
в отрасли электротехники, в том числе с микродеталями;
в разнообразных сферах промышленности, например, в производстве бытовой техники:
для склеивания между собой проводов из алюминия и меди.

С помощью жидкой сварки можно ремонтировать металлические предметы, радиаторы, трубы, посуду и пр.

Где бы ни использовалась холодная сварка, следует помнить, что допустимо лишь частичное ее применение, так как шов после такого способа соединения будет менее прочным, чем после классического сваривания деталей. Поэтому в основном такой клей используют для ремонта, а не производственного процесса: соединяют исключительно мелкие детали, а не несущие конструкции. Собственно прочность материала зависит от его состава и от соблюдения правил использования средства.

Интересно! Холодную сварку выпускают в разных цветах, что особенно выгодно при небольших ремонтах деталей и элементов.

Температурные характеристики клея металл-металл

По своим характеристикам холодная сварка термостойкая и может выдержать довольно высокие температуры, зависимо от состава средства. Обычно эти параметры указаны на упаковке. Если соблюдать все рекомендации, то шов при соединении деталей будет довольно прочным.

Температурные свойства прямо пропорциональны тому, сколько стоит сварка для металла. В большинстве случаев недорогие составы могут выдержать максимум 260°С. При этом главное соблюдать технологию применения, тогда будет достигнута нужная прочность, даже если цена холодной сварки невысокая. А после склеивания детали просто не подвергать воздействию температур, которые превышают рекомендованный температурный диапазон.

Качественные составы клея для металла могут выдерживать температуру до 1300 градусов Цельсия

В продаже есть составы, которые выдерживают более высокие температурные режимы – это высокотемпературная холодная сварка для металла. Такой клей может сохранять свои преимущества при воздействии температуры более 1300°С. Такое средство используют для соединения деталей, которые постоянно подвергаются чрезмерному нагреванию, а в их ремонте использовать классическую сварку довольно трудно.

Переход на клей для металла

При переходе от механических методов соединения поверхностей на склеивание металла производители, как правило, получают финансовую выгоду, простоту в инженерных технологических работах, которые не требуют какого-либо перепроектирования и для которых адгезивы снижают стоимость изготовления при сохранении или улучшении качества. Клеи будут прекрасной заменой для других типов соединений металлов, если после решения всех вопросов менеджеры увидят экономическую выгоду, а так же, если склеивание снижает затраты или улучшает качество продукта. Если сварка или механическое крепление остаются оптимальным методом соединения, процесс фиксации элементов следует оставить в прежнем виде. Возможна комбинация механического соединения металлов и склеивания. Если компетентными сотрудниками принято решение перевести технологию сборки на склеивание металлов, то следует определиться с действующим компонентов адгезива, чем склеить металл с металлом, какой продукт подходит для конкретной задачи.

Область применения

Холодная сварка для металла используется во многих сферах. Главное назначение – восстановление целостности предметов различной структуры. С помощью средства надёжно заделывают отверстия, возвращая изделия в эксплуатацию и продлевая срок службы. Справиться с этим может даже любитель, который никогда не сталкивался с ручной дуговой сваркой. Основные направления работы со сварочным клеем:

Электромонтажная деятельность.
Заделка течи в водопроводных трубах.
Ремонт автотранспорта: закупорка отверстий в радиаторах.
Устранение неисправностей в строительном инвентаре.
Конструирование.
Починка сантехники.
Спайка медных и алюминиевых проводов.

Однокомпонентные клеи

Однокомпонентные клеи доступны в различных упаковках, включая картриджи и тубы. Для индустриального применения рекомендуются алюминиевые тубы по 600 мл. и более. Они легче перерабатываются, оставляют меньше отходов и сохранность состава в тубах выше, чем в картриджах. Однокомпонентные клеи просты в использовании, так как они не требуют смешивания, состав немедленно готов к применению. С другой стороны, они имеют более ограниченный диапазон применения, чем двухкомпонентные клеи. Большинство однокомпонентных клеев применяются при температуре окружающей среды, нижний температурный порог нанесения +5 °С. Оптимальная температура хранения в течении 12 месяцев находится в диапазоне от +10 до +15 °С. Высокая температура на складе — негативно влияет на состав.

Высокотемпературный клеевой состав

Главное отличие холодной сварки высокотемпературной заключается в ее способности выдерживать высокие температуры до 1300°С. Данный метод используют при проведении ремонтных работ выпускных коллекторов, при необходимости починки выхлопных труб автомобилей, тепловых котлов и т. п.

Продукт можно применять не только в быту, но и в промышленности. Высокотемпературный клей не боится открытого контакта с огнём.

Достоинства подобного типа холодной сварки:

Простота использования.
Швы не подвержены коррозионным разрушениям.
После того, как клеевая масса застынет, можно провести ее обработку песком.
Устойчивость к воздействию химических веществ.
Пластичность.
Экологическая безопасность.
Ее можно назвать «мобильной», поскольку она может применяться даже в поездке.
Быстрое время застывания.

Двухкомпонентные клеи

Двухкомпонентные клеи требуют предварительной подготовки перед нанесением. Работа состава начинается после правильного смешивания компонентов. Они схватываются при комнатной температуре, при повышенных температурах скорость схватывания увеличивается. Двухкомпонентные клеи могут применяться в любых закрытых пространствах, не требуя влаги из окружающей среды. Толщина клеевого слоя может быть почти не ограниченной. Они имеют более длительный срок годности. Не имеют запаха, без изоцианатов. Применимы в помещениях и под открытым небом. Обеспечивают выравнивание статического и динамического напряжения. Работают под водяной нагрузкой

Улучшение качества склеивания

Все поверхности должны быть чистыми и свободными от масла, жира и грязи. Как минимум, протрите поверхность чистой сухой тряпкой или выдуйте поверхность чистым воздухом. Используйте специальные праймеры для металла PURACARE 6214.

Протрите все поверхности праймером для улучшения адгезии. Не используйте лаковые разбавители, минеральные спирты, бензин, так как они могут оставить пленку, которая может вызвать проблемы при склеивании. Не используйте бытовые чистящие средства. Они часто оставляют следы, вызывающие проблемы при склеивании.

PURACARE 6214 Специальная адгезионная грунтовка-праймер для улучшения адгезии на металлах

Разновидности

Рынок клеевой продукции изобилует разновидностями холодной сварки. По функциональности различают:

Универсальные подходят для мелкого ремонтирования бытовых предметов из разного материала (дерево, пластик, аллюминий). Шов образуется не сверхпрочный, но схватывается за короткий промежуток времени.
Специализированные предназначены для деятельности в особых условиях: водостойкие, устойчивые к действию сильных органических растворителей (бензин).
Для конкретного сырья: склеивания деревянных деталей, определенных металлов, стекла, пластика.
Термостойкие необходимы для склеивания поверхностей, подвергающихся постоянному или периодическому нагреву. Выдерживают температуру свыше 1000 °С.
Для починки автомобильных деталей. Включает металлическую стружку, которая обеспечивает надёжное склеивание.

Виды холодной сварки отличаются по расположению соединительного шва:

точечная — при ремонте шин, электротехники, посуды из алюминия;
шовная применяется для создания герметичных ёмкостей, при конструировании;
стыковая характеризуется склеиванием поверхностей по всей длине, метод выбирают для изготовления кольцеобразных деталей и спайки проводов;
таровая – для нагружаемых конструкций;
прокаткой и сдвигом подходит для водосточных труб, батарей отопления.

Деформационное склеивание металлов

Под деформационным склеиванием металлов понимают склеивание металлических поверхностей движущихся объектов, объектов подверженных вибрациям, статичных объектов, находящихся в состоянии покоя, и подверженных температурным деформациям, либо объекты, склееные части которых, имеют разное температурное расширение:

Инструкция по применению

Чтобы понять, как правильно пользоваться холодной сваркой, нужно тщательно изучить рекомендации производителя. В целом алгоритм склеивания сходен и состоит из нескольких этапов:

Подготовка поверхностей. Части, которые должны быть соединены, зачищаются наждачной бумагой. Чем больше царапин образуется в результате зачистки, тем крепче будет сцепление. Просушивают феном, затем проводят обезжиривание ацетоном.
При применении пластилинообразного средства поперек цилиндра отрезают небольшой кусочек. Его мнут в руках, нагревая и размешивая до мягкости. Руки предварительно смачивают водой, чтобы исключить прилипание.
Куску придают нужную форму.
Быстро наносят, равномерно распределяя массу руками. Сварочный материал сразу начинает застывать, поэтому нельзя медлить.
Если заделывается отверстие, часть клея должно попасть внутрь, так прочность шовной линии будет больше. Если диаметр дырки слишком велик, лучше воспользоваться металлической заплаткой, фиксируемой сваркой.
Отремонтированной детали дают просохнуть в течение 24 часов.