Как соединить между собой алюминиевый и медный провод. Чем и как склеить металлы

Во многих квартирах устаревшего жилищного фонда электрическая энергия распределяется по проводам, выполненным из алюминия. Их соединяют между собой различными способами, в том числе и скруткой. Но иногда возникает необходимость в сращивании алюминиевых и медных проводов. Такая нужда может возникнуть при подсоединении розеток, электрических приборов.

На самом деле соединение, выполненное в виде скрутки, не самое лучшее решение. Но существует несколько простых правил, выполнение которых сведёт к минимуму отрицательный эффект от соединения такого типа. Тем более что правилами электромонтажа скрутки такого типа запрещены к использованию и в бытовых, и в промышленных сетях. И поэтому поиск методов соединить алюминиевый и медный провод не теряет своей актуальности.

Коррозия при соединении разных металлов

Многие искренне верят в то, что стыковка медных и алюминиевых проводов недопустима. Отчасти это так. Все дело в коррозии. Такие явления возникают при соединении проводников, выполненных из разных металлов. Если они состыкованы между собой в атмосфере, в которой нет влаги, то ничего страшного не должно произойти. Но в атмосфере всегда присутствует влага в том или ином объеме. У каждого металла существует свой строго индивидуальный электрохимический потенциал, у железа он имеет одно значение, у меди - другое, у алюминия - третье. Такое свойство металлов привело в свое время к появлению автономных источников питания:

• батареек;
• аккумуляторов.

Если в стык проводов, выполненных из разных металлов, попадает влага, то происходит образование короткозамкнутого гальванического элемента . То есть при подаче тока один из проводов начинает разрушаться. Но можно соединить алюминиевый провод с медным и при этом избежать нагрева и коррозии в точке контакта.

Методы соединения проводов

Разность электрохимических потенциалов меди и алюминия рано или поздно приведет к ее выходу из строя. Как быть в случае, когда без соединения меди алюминия не обойтись? Например, во время ремонта проводки в зданиях, где уложена проводка, выполненная из алюминиевого провода.

Существует несколько способов решения этой задачи:

• использование клеммных коробок;
• использование болтовых соединений.

Применив эти нехитрые устройства , можно будет гарантировать отсутствие контакта между алюминием и медью.

Клеммные коробки

На практике применяют множество конструкций клеммников. Одна из самых широко применяемых - это орешек.

По виду такая конструкция напоминает орех. Основную роль в этой конструкции играют три пластинки, между которыми и выполняется соединение. Для этого надо ослабить два болта, установить туда первый провод и зафиксировать его. Второй провод необходимо вставить между средней пластиной и оставшейся. Такая конструкция клеммника не допустит контактов проводов, выполненных из разных металлов. В данном случае алюминия и меди.

Другой не менее популярный способ стыковки проводов - по методу WAGO. Для осуществления этой операции достаточно снять с проводов изоляцию (10−15 мм) и вставить их в отверстия, расположенные в корпусе клеммника.

На внутренние полости этого небольшого устройства наложена смазка, не позволяющая проводам окисляться. Соединения такого типа подходят для подачи энергии на люстры, бра, то есть в цепях освещения. В то же время такой способ не подходит для работы с силовыми проводами. Дело в том, что большая нагрузка в силовых соединениях приводит к нагреву контактов, и вследствие этого может резко вырасти электрическое сопротивление.

Среди множества конструкций приспособлений для соединения проводов часто выбирают клеммные коробки. Для обеспечения подачи электричества достаточно зачистить, к примеру, медный провод, установить в одно отверстие и поджать установленным винтом. В другое отверстие, расположенное напротив, необходимо установить зачищенный провод из алюминия. Такие клеммные коробки обеспечивают передачу электроэнергии в сетях, собранных из проводов разных металлов.

Применение клеммников разной конфигурации и конструкции позволяет выполнять соединение алюминиевых и медных проводов между собой, при этом избегая их прямого контакта.

Болтовое соединение

Такой тип также допустимо использовать для соединения медных и алюминиевых проводов. Главное условие, которое необходимо соблюдать при использовании такого соединения, - это использование металлической шайбы, прошедшей через анодирование. Такой способ стыковки чаще все применяют в домашних условиях, когда нет возможности использовать клеммники и другие приспособления, произведённые в заводских условиях.

При выполнении электромонтажных работ, будь то домашняя или промышленная электрическая сеть, применяют широкую номенклатуру проводов, и объем алюминиевых занимает не последнее место. Часто перед монтажниками встает вопрос о способе соединить алюминиевые провода с выполненными из меди или других материалов. С помощью клеммных коробок это можно сделать и в домашних условиях, и на производстве.

Соединение металлических деталей для домашних работ, как правило, пользуются мягкими оловянно-свинцовыми припоями марки ПОС. Пайка - это процесс получения неразъемного соединения металлических материалов и деталей из них расплавленным припоем. Припой - это металл или сплав, температура плавления которого гораздо меньше, чем у соединяемых изделий. В зависимости от температуры плавления различают следующие типы припоев: мягкие (легкоплавкие) - температура плавления не более 450 0 С; твердые (среднеплавкие) - 450 0 С, высокотемпературные (высокоплавкие) - свыше 600 0 С.

Маркировка их означает следующее: цифра в марке припоя - содержание олова в процентах; так, в припое ПОС 90 - 90% олова, в ПОС 40- 40%, и т.д.; следующие за обозначением марки (т. е. за буквами «ПОС») буквы означают добавку элемента, формирующего специальные свойства припоя: ПОССу4-6 - припой с добавкой сурьмы, ПОСК50 - кадмия, ПОСВЗЗ - висмута.

Чтобы предохранить соединяемые поверхности (предварительно хорошо очищенные) от окисления, используют паяльный флюс - вещество, очищающее поверхности и припой от оксидов и загрязнений и предотвращающее образование оксидов, а также увеличивающее растекаемость расплавленного припоя.

Каждый флюс эффективен только в определенном интервале температур, за пределами которого он сгорает. Припой выбирают в зависимости от свойств соединяемых металлов, припоя, требований прочности спаянного соединения и некоторых других условий.

Обычно используют бескислотные флюсы - канифоль и флюсы на ее основе с добавлением спирта, скипидара, глицерина и других неактивных веществ - и флюсы активные изготовляемые на основе хлористого цинка, канифоли и других веществ. Следует иметь в виду, что после пайки остатки флюса и продукты его разложения необходимо сразу же удалять, поскольку они содействуют коррозии.

Соединение металлических деталей - паяльный инструмент

К нему относятся паяльник, паяльная лампа, паяльная горелка. Также используется сварка - газовая или электрическая. Широко распространены плазморезы. Что наверняка знать, как выбрать плазморез, посетите сайт Moscowsad , где представлены разные модели этих современных аппаратов для резки металлов.

Паяльник применяется для прогревания места спайки и расплавления припоя. Рабочая часть паяльника - медный наконечник, нагреваемый от внешних источников. При пайке мелких деталей, например, деталей радиосхем, используют наконечники в форме отвертки массой 0,1-0,2 кг; для пайки более габаритных изделий (скажем, листов металлической кровли) - тяжелые наконечники в виде молотка.

Нагрев паяльников осуществляется разными способами - как в пламени горелки, так и с помощью электрического тока (электропаяльники). Последние (бытового назначения) выпускаются различной мощности от 25 до 100 Вт в зависимости от цели применения.

Как проводится оединение металлических деталей. Подогрев может происходить обычным теплом (за несколько минут) или со скоростью. В последнем случае электропаяльники называются паяльными пистолетами; они употребляются для мелких паяльных работ (пайки электропроводов, например). Перед началом паяния наконечник паяльника нужно залудить, т.е. очистить с помощью напильника либо шлифовальной шкурки, нагреть, окунуть во флюс, приложить к припою и держать, пока тот не начнет плавиться. Это надо повторить несколько раз - до тех пор, пока рабочая поверхность наконечника не покроется ровным слоем припоя.

Паяльная лампа представляет собой легкую переносную горелку с направленным пламенем, работающую на спирте, бензине или керосине. Ее функции - нагревание наконечника паяльника при пайке с твердым или мягким припоем, расплавление припоя, а также нагревание металлов при гибке, правке и т.д., удаление старых лаков, красок, масел с деревянных оснований, металлических деталей, штукатурки.

Паяльная горелка тоже представляет собой легкую переносную горелку с направленным (открытым или закрытым) пламенем. Работает она на жидком газе - пропане или бутане, который поступает баллона или из зарядных устройств. Паяльная горелка предназначена для пайки твердым припоем (и, конечно, мягким), разогрева металлических деталей при их правке и сгибании, оплавления старой краски. При работе с паяльной горелкой необходимо использовать огнеупорную подкладку - плитки из искусственного камня, шамота, кирпича и т.д.

Соединение металлических деталей - техника и технология паяния

Сообразно используемому типу припоя различают два вида пайки: мягкую, или пайку мягким припоем, и твердую, или пайку твердым припоем. Выбор того или иного вида определяется величиной нагрузок, которым будут подвергаться спаянные заготовки. Сильно нагружаемые поверхности соединяют твердой пайкой. Припой при этом получается более густым, чем при мягкой пайке. Его надо брать больше, чтобы он мог проникнуть во все щели. По окончании твердой пайки шов зачищают напильником.

Поскольку твердая пайка требует нагрева до 450 0 С и выше, то ее можно производить только с помощью достаточно мощной паяльной горелки. Мягкую же пайку выполняют паяльником и пламенем при температуре 180-400 °С. Там, где возможно, соединение надо выполнять с напуском или перекрытием, что увеличивает площадь контакта заготовок друг с другом. Прежде всего, надо выбрать тип паяльного соединения. В домашних условиях чаще всего детали при пайке соединяют методом пайки по стыку, скажем, при соединении оцинкованных стальных труб.

Соединение металлических деталей - очистка поверхностей

Места будущего соединения должны быть полностью очищены от всех инородных образований - грязи, смазки, ржавчины и т.п. Процедуру очистки проводят механическим либо химическим способом. В первом случае используют наждачную бумагу, шабер или шлифование; во втором - тетрахлористый углерод. В готовом к пайке виде поверхности должны быть зачищенными до блеска, гладкими, без царапин и вмятин.

Лужение

Прежде чем приступить к пайке, очищенные места соединения необходимо тщательно пролудить, т. е. покрыть тонким слоем припоя, так как на луженую поверхность припой ложится лучше. На места будущей пайки сначала надо нанести тонкий слой флюса или паяльной пасты. Паяльник должен быть хорошо залужен. Нагрев им набирают припой, переносят на место пайки и распределяют ровным слоем. При соединении больших поверхностей такая процедура повторяется несколько раз либо используется иной способ: на место соединения равномерно кладут некоторое количество кусочков припоя и расплавляют их; при этом паяльник время от времени надо окунать во флюс или в паяльную пасту. Оцинкованные места лудить не нужно.

Пайка

Соединение металлических деталей - соединяемые детали устанавливаются в удобное для пайки положение и фиксируются с помощью тисков, струбцин или иных приспособлений. Затем место пайки равномерно прогревают паяльником до требуемой рабочей температуры. Важно при этом контролировать степень нагрева паяльника и соединяемых поверхностей: если эти поверхности были прогреты слабо, то соединение будет ненадежным; если же паяльник перегрет, он плохо удерживает припой.

Когда рабочая температура достигнута, сначала плавят флюс, а затем припой. Как только весь флюс расплавится, предварительно нагретый припой переносят на зазор. При соприкосновении с деталью, нагретой до нужной температуры, припой плавится и проникает в зазор. После этого паяльник используется только для поддержания рабочей температуры. Как только припой остынет, можно снять зажимы. Саму деталь охлаждают на воздухе либо в холодной воде.

Мягкая пайка пламенем целесообразна в тех случаях, когда нужно соединить заготовки сравнительно большой толщины: пламя прогревает их быстрее, чем паяльник. Мягкой пайкой можно соединять большинство металлов и их сплавов, исключая легкие металлы и сплавы (например, алюминий). Поскольку мягкая пайка производится при заметно более низких температурах, то и требования к зачистке контактных поверхностей существенно выше.

Твердая пайка пламенем. Этим методом можно соединять все металлы, включая бронзу и серый чугун, а также и разнородные металлы, скажем, сталь с латунью. Отличие этого метода пайки от мягкой состоит лишь в том, что процесс идет при гораздо больших температурах.

Для твердой плавки пламенем применяют обычные горелки, а для получения небольших, тонкостенных соединений - газовые паяльные лампы. Например, при образовании Т-образного соединения вертикально стоящую заготовку фиксируют проволокой, горизонтальная же может быть не закреплена; проволока должна быть удалена от места пайки.

Затем газовой горелкой либо прогревают заготовки от краев к месту контакта, что исключает вероятность коробления и взаимного смещения деталей. Наконец, припой в форме прутка и проволоки осторожно подводят к месту пайки и дозированно, экономно расплавляют его. В заключение рассказа о пайке приведем виды соединений металлов, которые могут быть получены тем или иным видом пайки.

Соединение металлических деталей - сварка

Сварка - это процесс получения неразъемного соединения деталей из твердых материалов и изделий из них путем расплавления краев соединяемых деталей. Сваривают как однородные материалы (например, металл с металлом), так и разнородные (металл с керамикой). Существует множество методов сварки, из которых в домашних условиях наиболее широкое распространение получила сварка, при которой расплавление краев соединяемых деталей осуществляется электрической дугой. Эта дуга представляет собой электрический разряд между двумя электродами или электродом и изделием. Температура плазмы дуги составляет тысяч градусов, что дает возможность плавить практически все металлы.

Сварочный агрегат состоит из сварочного аппарата с двумя соединительными кабелями. На конце одного из них находится зажим, укрепляемый на детали, надутом - держатель, в который вставляется электрод. Электрическая дуга возникает между кончиком электрода за счет сильного электрического поля, создаваемого сварочным аппаратом: оно пробивает воздушный промежуток между электродом и деталью, и в результате возникает мощный электрический ток, при протекании через деталь выделяющий большое количество тепла. Для возбуждения дуги надо коснуться детали кончиком (торцом) электрода и тотчас отвести его назад на 3-4 мм.

Сварочный электрод представляет собой металлический стержень, плавящийся при сварке и дающий тем самым дополнительный металл для сварного шва. Наиболее распространенными являются электроды, используемые при сварке с помощью и постоянного, и переменного тока. Электроды обычно бывают длиной 30 или 35 см, толщиной 1,5; 2,25; 3,25; 4; 5 мм и более. Для сварки более толстых деталей применяют и более толстые электроды, и большие токи. Таблица конкретизирует это условие.

Соединение металлических деталей, двух или более, полученное с помощью сварки, называется сварным. По форме такие соединения подразделяют на стыковочные, угловые, тавровые и другие; по положению сварного шва в пространстве - на нижние, горизонтальные, вертикальные и потолочные. Сварной шов - это участок сварного соединения, непосредственно связывающий свариваемые детали. По способу выполнения сварные швы бывают однопроходные, многослойные, непрерывные (сплошные, прерывистые, угловые, стыковые, точечные и некоторые другие).

Соединение металлических деталей - особенности сварочной дуги

В процессе горения дуги под электродом, т. е. в детали, образуется углубление, заполненное жидким металлом, которое называется кратером. Часть этого металла испаряется, и при гашении дуги кратер оказывается «сухим», т. е. просто представляет собой выемку, ямку в металле. Кратер снижает качество сварного шва, и его необходимо заполнить, т. е. заварить. Глубина кратера, или, как ее называют, глубина провара тем больше, чем больше сварочный ток и меньше скорость перемещения дуги.

Заваривают кратер так. На основном металле зажигают дугу, после чего перемещают ее через кратер к валику шва и, заполнив кратер, вновь двигают вперед. Наилучшее качество шва обеспечивает так называемая нормальная (или короткая) дуга, т.е. дуга, длина которой не превышает диаметра стержня электрода. Если эта длина больше, то дуга называется длинной. Надо иметь в виду, что слишком длинная дуга дает швы низкого качества.

Существует еще один «нехороший» эффект, который надо устранять - отклонение разрядной дуги под действием магнитного поля разрядного тока, или явление так называемого магнитного дутья. Чтобы уменьшить отклонение дуги, применяют ряд мер: меняют месторасположение токоподвода, наклоняют электрод в сторону отклонения дуги, уменьшают ее длину.

Хотя дуга переменного тока менее устойчива, чем дуга, питаемая постоянным током, сварка ею имеет преимущество в простоте и меньшей стоимости сварочного оборудования. Сварку дугой постоянного тока можно проводить при соединении « + » источника питания со свариваемой деталью (прямая полярность) или с электродом (обратная полярность). Понятно, что при сварке на переменном токе это неважно.

При горении дуги прямой полярности больше нагревается свариваемая деталь, а обратной полярности - электрод. Кроме того, скорость плавления электродов, изготовленных из низкоуглеродистых сталей, при обратной полярности больше, чем при прямой полярности. Это обстоятельство учитывают, выбирая прямую либо обратную полярность в зависимости от вида сварочных работ (прихватка или сварка), толщины свариваемых изделий, материала электродов (углеродистый, хромоникелевый). Сварка с обратной полярностью применяется также при соединении тонких листов металла.

Соединение металлических деталей видео

Cтраница 4 из 6

Известны два основных метода изготовления неразъемных соединений металла с металлом. По первому методу соприкасающиеся поверхности свариваются в результате их плавления или сильного сжатия без участия какого-либо промежуточного металла. По второму методу между соединяемыми поверхностями вводится промежуточный материал, более мягкий и с более низкой температурой плавления, причем в процессе соединения плавления поверхностей соприкасающихся деталей не происходит. Первый метод соединения металлов называется сваркой, а второй - пайкой.

Строго говоря, приведенные определения этих процессов не вполне корректны, поскольку в некоторых случаях сварки используются промежуточные металлические материалы. Сварку обычно применяют для соединения однотипных металлов или в тех случаях, когда металлы способны образовывать сплавы, тогда как пайка позволяет получать соединения разнородных металлов. В отличие от стекла, для металлов согласование коэффициентов термического расширения не столь важно, поскольку они обладают больш ей пластичностью. Металлы со значительно различающимися а могут быть удовлетворительно соединены при правильной конструкции соединения, например, благодаря специальному профилированию соединяемых стенок. С другой стороны, следует учитывать, что образующийся в результате сварки сплав может быть хрупким и неспособным к отпуску.

Тот или иной способ соединения металлических материалов выбирается в зависимости от материала и формы соединяемых деталей, а также от функциональных особенностей соединения. Так, для наружных элементов вакуумных систем важнейшим критерием является прочность, а для вакуумной оболочки- герметичность. Ниже будут рассмотрены, главным образом, различного типа соединения вакуумных металлических элементов, технология их изготовления и меры предосторожности.

Для получения вакуумно-плотных соединений типа металл- металл используются следующие способы сварки: а) газовая ацетилено-кислородная, б) контактная, в) электродуговая, г) электроннолучевая, д) лазерная и е) холодная1. В процессе газовой сварки кромки соединяемых деталей расплавляются в пламени кислород-ацетиленовой смеси. Этот способ широко применяется для сварки малоуглеродистых и низколетированных сталей. Сплав, получающийся в результате сварки, может быть пористым вследствие поглощения газа расплавленным металлом; кроме того, в зоне сварки происходит интенсивное окисление металлов.

Поэтому этот способ сварки для получения вакуумно-плотных соединений практически не применяется.Контактная сварка осуществляется в результате омического нагрева плотно прижатых свариваемых деталей при прямом пропускании через них тока большой силы. Контактная сварка характеризуется ограниченной площадью сварки; она может быть точечной или шовной. Точечная сварка широко применяется при изготовлении электродов электровакуумных устройств. В настоящее время точечная сварка осуществляется импульсным током изменяющейся продолжительности и величины при изменяемом давлении в точке сварки. При соответствующем выборе этих параметров контактной сваркой можно соединять многие металлы разного типа и различной формы, например сваривать вольфрамовую нить с никелевой фольгой.

Этот способ позволяет проводить прецизионную сварку миниатюрных деталей и поэтому применяется, главным образом, в производстве электровакуумных устройств, хотя пригоден также при производстве крупных изделий, например в авиации и автомобилестроении. Получаемые швы обладают высокими прочностью и чистотой, а также (поскольку сварка осуществляется на ограниченной площади) не возникает источников натекания газа в вакуумную систему.

Современная технология позволяет проводить непрерывную контактную шовную сварку непрерывным сварочным током либо током с очень короткими интервалами, так что области сварки от двух последующих импульсов перекрывают друг друга. Таким способом можно сваривать внахлестку плоские металлические детали. Однако этот способ сварки пригоден только для относительно тонких металлических деталей (толщиной до 2 мм). Тем не менее он нашел широкое применение в электровакуумном производстве, поскольку благодаря сильно локализованному разогреву позволяет осуществлять сварку в непосредственной близос ти к другим спаям, например металла со стеклом.

Никель, железо и их сплавы, в том числе нержавеющая сталь, легко свариваются контактной сваркой с образованием прочного соединения. В случае тугоплавких металлов, таких, как вольфрам, молибден и тантал, контактная сварка не дает хороших результатов. В этих случаях используют промежуточный материал, например платину. Металлы с высокой проводимостью (серебро, медь) также трудно сваривать ввиду низкого контактного сопротивления между ними. К металлам, которые затруднительно сваривать способом контактной сварки, относится также алюминий, поверхность которого обычно покрыта изолирующим слоем оксида. Более подробно вопросы технологии контактной сварки и ее применения изложены в работе Эспе.

Наибольшее распространение в вакуумной технике для получения вакуумно-плотных соединений получила электродуговая сварка. Электродуговая сварка обычно проводится в среде атмосферного воздуха, как правило, с одним расходуемым электродом. Так же, как и газовая сварка, этот способ широко применяется в промышленности. Однако получаемый при этом шов имеет те же самые недостатки с точки зрения вакуумной техники, что и шов, полученный газовой сваркой, - пористость и окисленность.

Разновидностью электродуговой сварки, широко используемой при изготовлении вакуумных систем из нержавеющей стали, является сварка в атмосфере защитных газов (аргона, гелия, водорода). При сварке защитный газ (например, аргон) подается между центральным вольфрамовым электродом и керамическим наконечником сварочной горелки под небольшим избыточным давлением. Для сварки стали используют постоянный ток (причем электрод является катодом, а деталь - анодом), а для сварки алюминия - переменный. Выпускаются горелки различных типов и размеров, что позволяет сваривать элементы любого размера - от небольших деталей до крупных вакуумных камер.

Небольшие горелки, питаемые током до 100 А, обычно охлаждаются потоком воздуха и могут применяться для внутренней сварки в трубах и других труднодоступных местах. Большие горелки, использующие в 2-3 раза больший ток, охлаждаются водой. Благодаря защитной атмосфере инертного газа или водорода нет необходимости в использовании флюса, так как нагрев и плавление металла происходят в локальной области, поэтому можно получать очень чистые швы. Используя присадочный пруток из того же материала, что и свариваемые детали, можно утолстить место сварки.

Варьируя типоразмер горелки, расход газа, скорость перемещения горелки или свариваемой детали и т. д., можно выполнять любые сварочные работы. Ввиду ограниченной площади нагрева в сваренных деталях может возникать концентрация напряжений и, нередко, даже деформация деталей. Поэтому после сварки деталь необходимо подвергать отжигу либо механической обработке для устранения возникших деформаций. Хотя сварка с местным обдувом и не приводит к окислению металла шва, металл на его периферии все же может быть немного окислен. Для легко окисляющихся металлов, таких, как молибден или тантал, а также в тех случаях, когда к чистоте шва предъявляют повышенные требования, сварку проводят в камере, заполненной аргоном.

Рис. 2.13. Сварные соединения деталей вакуумных установок

Конструирование вакуумных установок, в которых предусмотрено соединение деталей с помощью сварки, следует выполнять с особой тщательностью. Важно избегать глухих отверстий и объемов, которые могут создавать мнимые течи в вакуумной системе. Также не следует без необходимости создавать полости, соединяющиеся с вакуумом, в которых могут накапливаться загрязнения. На рис. 2.13 приведены несколько типичных примеров правильно и неправильно выполненной сварки для соединений различных типов. Вообще говоря, со стороны вакуума всегда, если это возможно, следует сваривать непрерывным швом, а любая дополнительная сварка, необходимая для упрочнения соединения, должна проводиться прерывистым швом и с наружной стороны.

Электроннолучевая сварка основана на использовании энергии сфокусированного потока высокоэнергетических электронов (>10 КэВ), под действием которых металл нагревается в вакууме до температуры плавления. Ограниченные размеры вакуумной камеры, в которой проводится электроннолучевая сварка, в свою очередь лимитируют возможности этого способа сварки. Создаваемый в результате взаимодействия пучка электронов с металлом интенсивный локальный нагрев зоны сварки делает этот метод особенно эффективным для сваривания металлов с высокой температурой плавления, и в первую очередь металлов, легко окисляющихся при этих температурах. Например, этим способом можно осуществлять сварку изделий из вольфрама. Следует, однако, отметить, что электронно-лучевая сварка довольно дорога и не представляет особого интереса с точки зрения изготовления корпусов вакуумных установок.

Аналогична электроннолучевой лазерная сварка. Этот способ, в котором для нагрева металла используется энергия лазерного луча, имеет преимущество перед электроннолучевой сваркой, поскольку не требует специального вакуумного оборудования.

В последнее время в вакуумной технике приобрел популярность способ соединения металлов давлением как при комнатной (холодная сварка), так и при повышенных температурах. Этот способ применим к более мягким металлам, таким, как медь и серебро. Однако в некоторых случаях он может быть применен и к более твердым металлам, если использовать промежуточный мягкий металл между свариваемыми поверхностями, например индий между поверхностями ковара в дисковых соединениях. Свариваемые поверхности должны быть тщательно очищены от пленки окислов; необходимое для сварки давление превышает 10 кг-мм-2, хотя с ростом температуры оно может быть уменьшено.

Сварка этого типа особенно эффективна при изготовлении металлических оболочек электровакуумных приборов, в которых вывод ножек, прикрепление окон и т. п. могут быть выполнены без нагрева деталей. Ввиду необходимости прикладывать большие усилия при холодной сварке ее не рекомендуется использовать для больших вакуумных систем и особенно для неплоских поверхностей.

В некоторых устройствах, которые содержат электрические или другие вводы, доступ к сопрягаемым поверхностям для сварки осуществить невозможно; в этом случае используется пайка. Однако в технике высокого вакуума мягкие припои, а также обычная пайка на воздухе с помощью флюсов неприемлемы. Поэтому используют пайку в условиях контролируемой атмосферы или под вакуумом без применения флюсов.

Получающиеся в этом случае соединения обладают удовлетворительной герметичностью и прочностью и широко используются в технике высокого вакуума. Чтобы спаять детали, вначале их помещают в специальную камеру, где приводят в тесный контакт с помощью специальных зажимных приспособлений.

Припой в виде колец из проволоки, фольги, порошка или пасты располагают вдоль шва; затем детали нагревают до температуры плавления припоя, которая должна быть существенно ниже температуры плавления материала деталей. Нагрев осуществляется либо токами высокой частоты, либо специальными нагревателями1". В состав припоев входят, как правило, такие металлы, как медь, серебро, золото, палладий и никель, в соответствующих пропорциях. Обычно детали, предназначенные для работы в условиях сверхвысокого вакуума, подвергаются пайке в высоковакуумных печах, рассчитанных на температуры до 1400°С.

В случае нержавеющей стали используется припой на основе никеля. Характерной особенностью таких припоев является то, что они сплавляются с нержавеющей сталью, образуя новый сплав с более высокой температурой плавления, что позволяет проводить последующую пайку с другими деталями и эксплуатировать получаемые соединения при более высоких температурах.

Проникновение расплавленного припоя в зону пайки происходит под действием капиллярных сил и зависит от зазора между деталями. Для получения плотного шва между деталями необходимо выдерживать требуемый зазор", величина которого зависит от геометрических размеров и конструктивных особенностей деталей, а также свойств соединяемых металлов и используемого припоя. Однако существуют специальные припои с наполнителем, которые позволяют вести пайку с большими зазорами - до 1,5 мм.

Есть несколько обязательных условий в работе с металлическими опорами. Согнутые металлические опоры должны иметь толщину между 3 и 20 мм. Металл должен быть достаточно пластичен, чтобы принять форму после сгибания. Металлы, соединяемые с помощью металлических опор, - это чаще всего мягкая сталь, алюминий, медь или латунь.

Для лучшего результата, части должны сгибаться перпендикулярно направлению листового проката, как минимум на 45 градусов от этого направления. К тому же, штамповочные заусенцы по возможности должны быть с внутренней стороны сгиба. Финальный сгиб должен быть сделан в том же направлении, что и предварительный сгиб.

Принципы работы

Один или несколько выступов (также их называют ножками, лапками, язычками) делаются на одной из соединяемых деталей. В другой сопрягаемой части пробиты пазы, немного превышающие ширины выступов. Обе данных части выполняются на пробивном прессе.

После этого лапка сгибается вверх под углом, подходящим для сборки (обычно 90 градусов), вставляется в паз и складывается, чтобы сформировать соединение.

Ножки могут отличаться по размеру и форме для визуального эффекта, а также для того, чтобы облегчить сборку.

Пазы не обязательно должны быть узкой прямоугольной формы. На самом деле предпочтительнее выбирать треугольные и круглые формы, или же простые выемки. Крепления с подобными формами держатся дольше и крепче.

Делаем крепление прочнее

Крепление можно сделать прочнее, если несколько опор будут загнуты в разных направлениях.

Если пространство ограничено, разделите паз на две опоры.

Крепления получаются прочнее, если опоры нагружены вдоль своего ребра, а не на разгиб.

Добавление одной или более частей

Сборка не всегда подразумевает две или более двух частей. Одна часть может быть скреплена сама с собой, одним концом к другому, с загибом ножек. На картинке можно увидеть как может быть сделана труба из листа.

Если необходимо, три (или больше) листовых детали могут быть скреплены бутербродом.

Заменяем сгибы скручиванием

При скреплении относительно толстых листовых деталей можно применять скручивание опор вместо их сгибания, при этом лучше взаимная фиксация. Но имейте в виду, что скручивание увеличивает высоту требуемого зазора. К тому же острые углы могут быть опасны для людей.

Громоздкие или нелистовые металлические части конструкции могут быть скреплены с листовой основой при помощи согнутых опор или металлической скобы, согнутой по бокам.

Высота скрученных опор может быть снижена при использовании подобных вариантов. Они более эффективны, но обходятся дороже при вырубке.

Металл – это крепкое и прочное вещество, которое не так легко соединить между собой. Несколько десятков лет назад склеить поверхности этого материала было довольно сложно. Сейчас множество компаний изготовляют клей для металла с отличной когезионной стойкостью. Какой должна быть клейкая основа и как приклеить стальные изделия правильно?

Как подобрать хороший клей

Сегодня изготовляется множество разновидностей клея для склеивания металлов. Лучшими среди них являются металлический клей с высоким уровнем вязкости. При выборе связывающей массы немалое значение имеет ее безопасность для здоровья человека – некоторая продукция выделяет токсичные вещества при затвердевании.

Хорошая клейкая основа для соединения стальных изделий должна отвечать всем техническим принципам качества:

• максимальная прочность и надежность;
• долговременность;
• устойчивость к максимальным температурным изменениям;
• водостойкость;
• отсутствие расширения и усадки при отверждении;
• антикоррозийная защита.

Чтобы надежно склеить металл при выборе необходимо учитывать надлежащие физико-механические свойства и геометрические формы совмещаемой поверхности. Связывающая основа должна понижать разницу между упругостью и коэффициентом теплового расширения.

Чтобы узнать подробнее посмотрите видео:

Оптимальным вариантом при выборе клея является вязкое вещество, которое способно соединить материал из металла не только друг с другом, но и с различными неметаллическими поверхностями.

Виды клея для металлических изделий

Часто при соединении двух материалов в домашних условиях возникает вопрос, чем приклеить металл к металлу крепко и надолго. В продаже есть немало клеящих веществ, выпускаемых различными фирмами. Они могут состоять из двух или одного компонентов, а также дополнительных примесей и наноситься на всю площадь склеиваемых частей или точечно.

Наиболее эффективными и популярными клеящими средствами считаются:

• эпоксидный клей. В его состав входят смолы, вещества для ускорения отверждения и наполнители. Эпоксидные клеевые смеси могут быть жидкие и пастообразные. В основном они включают в себя два компонента, которые перед употреблением смешиваются. Такой клей является термостойким и водостойким, а также имеет хорошую износостойкость;
• универсальный супер клей для металла — «Момент Супер Эпокси Металл». Он предназначен для комбинированного склеивания всех видов металлической поверхности. В состав клеящего вещества входят эпоксидные смолы и отвердители. С помощью него приклеивают стальные изделия к разным поверхностям. Суперклей отличается морозостойкостью и устойчивостью к воздействию растворителей и маслянистых веществ. Им легко наносить ровные швы, которые при отверждении не растекаются, и не уменьшаются в размерах;
• двухсторонний скотч. Материал отлично подходит связки металла с металлом, а также с другими основами. Клейкая лента подбирается в зависимости от площади соединительных деталей и веса конструкции. Склеивание металлов таким вязким скотчем обеспечивает стойкое сцепление двух основ, которое практически не боится влияния различных внешних факторов;
• холодная сварка. Такой вариант соединения деталей из металла выполняется за счет деформирования сварочной массы и полного внедрения ее в поверхность изделия. Это сцепляющее вещество может состоять из одного или двух элементов и является отличным средством для крепкого сцепления стальных материалов. Холодная сварка является клеем, который сохраняет свои характеристики при очень высоких температурах.

Для склеивания металлической или другой поверхности иногда используются клеевые силиконовые стержни, которые наносятся на материал при помощи специального пистолета при разогреве.

Как правильно соединить металлические поверхности

Как клеить металлические детали? Подобрав подходящий клей стальные предметы можно склеить своими руками без профессиональных навыков и дополнительного оборудования. Чтобы наклеить металл на металл следует провести следующие действия:

Посмотрите более подробно из видео:

• поверхность тщательно очистить от ржавчины и обезжирить с помощью растворителя или другого удаляющего жировые загрязнения средства;
• при использовании двухкомпонентного клея нужно смешать отвердитель с основой;
• равномерно нанести клей на участки, предназначенные для склейки;
• детали соединить, и сильно прижать друг к другу;
• выдержать указанное в инструкции время для окончательной схватки клеящей массы;
• застывшие швы при необходимости отшлифовать напильником или наждачной бумагой.

Наносить клей необходимо только на чистую и сухую поверхностью.

Подобрав хорошую клейкую массу и разобравшись как склеивать металлы можно качественно произвести процесс соединения стальных деталей самостоятельно.