Прочность стыковых соединений обычно выше прочности основного металла. Это объясняется тем, что в местах соединения металл упрочняется вследствие наклепа. Механические свойства соединений можно изменять с помощью термообработки. После термообработки прочность стыкового соединения равна прочности отожженного металла.
Скорость приложения давления в процессе сварки практически не влияет на прочность соединения, поэтому производительность холодной сварки может быть высокой.
Для холодной сварки внахлестку могут быть использованы любые прессы. Для одновременной сварки нескольких точек требуются прессы усилием 50—100 тс (490— 980 кН). Для одноточечной сварки широко используют гидропрессы РПГ-7 и гидропрессы с педальным приводом, создающие усилие до 12 тс (117,6 кН).
Для точечной сварки алюминиевых шин толщиной 5+5 мм в монтажных условиях предназначена установка УГХС-5, разработанная во ВНИИЭСО. Для армирования выводов алюминиевых обмоток, шин и других деталей медными накладками, используют машину МХСА-50. Полуавтомат МХСК-4 предназначен для герметичной сварки алюминиевых корпусов конденсаторов с крышкой; производительность сварки 750 изделий в час. Машина МСХС-60 предназначена для стыковой сварки алюминиевых стержней сечением до 700 мм2, медных — до 250 мм2 и медных с алюминиевыми — до 300 мм2. Максимальное осадочное усилие машины 60 тс (588 кН), максимальное усилие зажатия 90 тс (882 кН).
Машину МСХС-30 (рис. 6) применяют для сварки встык медных троллейных проводов сечением до 100 мм2. Машина может быть использована для сварки алюминия, а также меди с алюминием сечением до 200 мм2. Она потребляет 1 кВт электроэнергии, развивает усилие осадки до 30 тс (294 кН) и позволяет сваривать до 300 стыков в смену. Для стыковой сварки алюминиевых одножильных проводов сечением до 10 мм2 применяют ручные клещи (рис. 7).
Холодную сварку можно осуществлять путем сдавливания соединяемых изделий с одновременным их тангенциальным относительным смещением. Этот способ сварки получил название сварки сдвигом.
При сварке сдвигом механизм образования сварного соединения иной.
Ранее было показано, что когда приложена нормальная нагрузка, то деформируются только неровности, следовательно, площадь контакта, свободная от загрязнений и окисных пленок, мала. При приложении тангенциальной силы начинается перемещение поверхностей, в процессе чего окисные пленки и загрязнения сдираются и образуются отдельные мостики контакта. Тангенциальное смещение соединяемых изделий дает возможность получить сравнительно большие площади очищенных от пленок поверхностей при небольшом растекании каждой из них. Наличие тангенциальной силы уменьшает сопротивление металла пластическим деформациям и при данной нормальной силе позволяет получить большую площадь контакта. Это ведет к тому, что при точечной сварке сдвигом схватывание происходит при малых деформациях и усилиях.
При сварке сдвигом разноименных металлов прочное соединение возникнет только у металлов с близкими механическими свойствами, например наклепанного алюминия и отожженой меди и некоторых других.
При холодной сварке сдвигом основные параметры— величина давления и величина сдвига. Величина давления должна быть такой, чтобы возможно было относительное перемещение поверхностей.
Рис.6. Машина для холодной сварки МСХС-30
Рис. 7 Ручные клещи для холодной стыковой сварки проводов типа КС-о
Величина сдвига не зависит от размеров изделий и определяется нормальным давлением и геометрией трущихся поверхностей. Достаточная площадь сцепления поверхностей, обработанная напильником, возникнет после сдвига на 5—7 мм.
При сварке сдвигом прочность соединений на срез может быть высокой при условии достаточной величины нахлестки, однако сопротивление отрыву всегда низкое.
Холодная сварка применяется в промышленности для заварки алюминиевой оболочки кабелей, при сварке корпусов полупроводниковых приборов, при изготовлении бытовых приборов из алюминия — чайников, подставок, различного рода каркасов; нашла применение в электромонтажном производстве для сварки проводов и шин внахлестку и встык при монтаже электролизных ванн, сетей связи и троллейных проводов и электропроводки в домах.
Холодная сварка нашла применение при изготовлении теплообменников для холодильников, технология изготовления которых состоит в следующем. На поверхность листов из алюминиевого сплава специальной краской закрашивают места, в которых сварки не должно быть. После чего листы совместно прокатывают. В результате деформаций, возникающих при прокатке, происходит сварка по всей поверхности листов, за исключением покрашенных мест. Затем сваренные листы отжигают, краска при этом испаряется; листы закладывают в пресс с фигурными выемками на плитах там, где должны находиться трубки теплообменника. Через участки, ранее покрытые краской, пропускают под давлением жидкость, они выпучиваются и образуют трубки теплообменника. Таким образом сваривают листы длиной до 2540 мм и шириной до 380 мм.
Холодная сварка найдет несравненно более широкое применение.