Kaltpressschweißen: Arten, Vor- und Nachteile, Ausrüstung

Kaltpressschweißen ist ein Verfahren zum Schweißen im festen Zustand, bei dem Druck auf das zu schweißende Metall bei Raumtemperatur ausgeübt und eine plastische Verformung bewirkt wird.

Während des Prozesses der plastischen Verformung werden Verunreinigungen, wie z. B. die Oxidschicht an der Verbindungsstelle, herausgedrückt. Dies ermöglicht einen engeren Kontakt zwischen dem reinen Metall und erleichtert die intergranulare Verbindung.

Im Gegensatz zum Warmschweißen werden beim Kaltpressschweißen die üblichen Probleme der Entstehung einer Erweichungszone, einer wärmebeeinflussten Zone und einer spröden Metallzwischenphase vermieden.

Es wird hauptsächlich verwendet für Schweißmetalle mit guter Plastizität (wie Aluminium, Kupfer usw.).

Kalt Schweißen Grundsatz

Das Prinzip des Kaltpressschweißens ist relativ einfach. Unter Druckeinwirkung wird das zu schweißende Werkstück durch den physikalischen Kontakt mit den Werkstoffen stark verformt.

Bei der Verformung reißt die Oxidschicht auf der Oberfläche, und die plastische Verformung der Materialien wird aus der Verbindungsstelle herausgedrückt, so dass die reinen Metalle in Kontakt kommen und eine feste Verbindung bilden.

Beim Stumpfkaltpressschweißen wird das gereinigte Schweißteil zunächst mit dem überstehenden Ende in die Vorrichtung eingelegt und dann eingespannt.

Während sich die bewegliche Vorrichtung vorwärts bewegt, wird je nach Beschaffenheit des zu schweißenden Materials und der Größe der Stirnfläche des Werkstücks Druck zum Stauchen ausgeübt. Dies führt zu einer lokalen plastischen Verformung der Stirnfläche des Werkstücks, wodurch einige Metalle und Verunreinigungen herausgedrückt werden.

Der anhaltende Schweißdruck bewirkt, dass die Atome auf der Kontaktfläche des Werkstücks eine Verbindung zwischen den Kristallen bilden, die die Werkstücke fest zu einer Schweißnaht verbindet und den kalten Druck vervollständigt. Schweißverfahren.

Die Anzahl der erforderlichen Stauchvorgänge hängt vom Material ab und liegt im Allgemeinen zwischen 1 und 3 Mal.

Es gibt zwei wichtige Faktoren für die Realisierung des Kaltpressschweißens:

Zunächst wird ein gewisser Druck zwischen den Werkstücken ausgeübt, der notwendig ist, damit sich das Metall lokal plastisch verformt und eine atomare Bindung entsteht.

Zweitens muss das Endmetall des Werkstücks unter diesem Druck einen ausreichenden plastischen Kaltdruck aufweisen, was eine notwendige Bedingung für das Schweißen ist.

Beim Kaltpressschweißen in einem geschlossenen Formhohlraum muss ein höherer Druck ausgeübt werden.

Wenn das Metall nicht genügend plastischen Kaltdruck hat, kann das Kaltpressschweißen nicht durchgeführt werden.

Außerdem kann es in manchen Fällen nicht ausreichen, sich nur auf Druck und plastische Verformung zu verlassen. Es sind vier Faktoren zu berücksichtigen: Druck, ausreichende plastische Verformung, die durch die plastische Verformung im Laufe der Zeit erzeugte Temperatur und die atomare Diffusion.

Für eine reibungslose Durchführung des Kaltpressschweißens ist es erforderlich, dass das zu schweißende Metall bei niedrigen Temperaturen eine hohe Plastizität aufweist. Daher kann das Kaltpressschweißen bei metallischen Werkstoffen mit höherer Härte eine Herausforderung darstellen.

Kaltverschweißung Typ

Nach den verschiedenen Formen der Kaltpressschweißverbindung kann man sie in Überlapp-Kaltpressschweißen und Stumpf-Kaltpressschweißen unterteilen.

(1) Überlappendes Kaltpressschweißen

Bei der Durchführung von Kaltpressschweißungen für LäppenDas Werkstück wird positioniert und dann mit einem Stahleindringkörper unter Druck gesetzt.

Sobald der Eindringkörper auf die erforderliche Tiefe gedrückt wurde, kann die Schweißung abgeschlossen werden. Das Überlappungsschweißen unter Kaltdruck kann in zwei Kategorien unterteilt werden: Überlappungspunktschweißen und Überlappungsschweißen. Nahtschweißen.

Wenn ein säulenförmiger Eindringkörper zur Erzeugung des Schweißpunktes verwendet wird, spricht man von einer Kaltpressüberlappung. Punktschweißen. Wird hingegen ein Rollendrücker zur Erzeugung einer Schweißnaht verwendet, spricht man von einer Kaltpressung. Nahtschweißen.

Das Überlappnahtschweißen kann weiter unterteilt werden in Rollschweißen, Muffenschweißen und Extrusionsschweißen.

Das Überlapp-Kaltpressschweißen wird vor allem zum Verbinden von Folien- und Plattenmaterialien eingesetzt.

(2) Stumpfes Kaltpressschweißen

Beim Stumpfkaltpressschweißen wird das Werkstück zwischen die linke und rechte Backe geklemmt und auf eine bestimmte Länge ausgezogen. Üben Sie einen ausreichenden Stauchdruck aus, damit das verlängerte Teil eine radiale plastische Verformung erfährt, die eventuelle Verunreinigungen auf der Oberfläche verdrängt. Schweißfläche um einen Metallabbrand zu erzeugen. Das eng berührte reine Metall bildet dann eine Schweißnaht und vervollständigt die Schweißverfahren.

Das Stumpfkaltpressschweißen wird in erster Linie zur Herstellung von Stumpfverbindungen für gleiche oder unterschiedliche Metalldrähte, -stäbe oder -rohre verwendet.

Ausrüstung für das Kaltschweißen

Zu den Kaltpressschweißgeräten gehören vor allem Kaltpresszangen und Kaltpressschweißmaschinen.

Kaltpresszangen werden in erster Linie zum Kaltpressstumpfschweißen verwendet und sind für die Montage vor Ort geeignet. Sie können Aluminium schweißen Leiter mit einem Durchmesser von 1,2~2,3 mm und werden häufig in Kabelschweißanlagen verwendet.

Das Kaltpressschweißen umfasst Stumpfschweißen und Punktschweißen, wobei die Kaltpressstumpfschweißmaschine die am häufigsten verwendete ist. Diese Maschine besteht aus einem Rahmen, einem Maschinenkopf, einem Vorschubmechanismus, einer Scherenvorrichtung und anderen Komponenten.

In Kommunikations-, Energiekabel- und Kleintransformatorenanlagen werden Schweißteile mit großem Querschnitt in der Regel mit Kaltpressschweißmaschinen verbunden. Die Strukturgröße der Kaltpressschweißmatrize hat einen erheblichen Einfluss auf den Schweißdruck und ist daher für den Konstrukteur der Kaltpressschweißmaschine entscheidend.

Für die Benutzer der Kaltpressschweißmaschine wird die Größe der Matrize jedoch endgültig festgelegt, sobald die Kaltpressschweißanlage hergestellt ist. Der Schweißdruck kann je nach den technischen Parametern der Schweißmaschine gewählt werden.

Kaltverschweißung Charakteristisch

Vorteils

Kein Schweißdraht, Flussmittel oder andere Schweißmaterialien während des Schweißens hinzugefügt werden müssen. Dieses Verfahren kann bei Raumtemperatur durchgeführt werden, so dass keine Heizvorrichtungen erforderlich sind und sich niedrige Schweißkosten, ein einfacher Aufbau, erhebliche Energieeinsparungen und ein geringerer Zeitbedarf für die Schweißerwärmung ergeben.

Da kein Flussmittel verwendet wird, muss die Verbindung nach dem Schweißen nicht gereinigt werden, und es besteht keine Gefahr von Korrosion durch Flussmittel während des Gebrauchs der Verbindung. Die Schweißparameter werden durch die Größe der Form bestimmt, und es besteht keine Notwendigkeit, Strom, Spannung, Schweißgeschwindigkeit oder andere Parameter wie beim Lichtbogenschweißen einzustellen. Das Kaltpressen ungleicher Metalle, ob mischbar oder nicht, ist einfach zu bewerkstelligen.

Es gibt keine schweißbedingte Wärmeeinflusszone an der Verbindung, und es liegt weder eine Erweichungszone noch eine spröde Metallzwischenphase vor. Folglich sind die elektrische Leitfähigkeit und die Korrosionsbeständigkeit der Verbindung ausgezeichnet. Beim Schweißen kommt es zu einer Verformungshärtung, und die Festigkeit der Schweißverbindung des gleichen Metalls ist nicht geringer als die Festigkeit des Grundmetalls, während die Festigkeit der Verbindung ungleicher Metalle nicht geringer ist als die Festigkeit des Metalls mit geringerer Festigkeit.

Es gibt keine offensichtliche Diffusion auf der Verbindungsoberfläche, die zu einer interkristallinen Bindung führt. Der Prozess wird nicht von den Eigenschaften des verbundenen Metalls beeinflusst, und die Schweißqualität bleibt stabil, auch wenn die Spannung des Stromnetzes schwankt. Außerdem bietet es gute Arbeits- und Hygienebedingungen.

Disadvantages

Beim Kaltpressschweißen kann es zu erheblichen lokalen Verformungen kommen, die zu Druckstellen in Überlappungsverbindungen führen.

Beim Schweißen unterschiedlicher Metalle wie Cu und Al kann die Hochtemperaturdiffusion zur Bildung von spröden Verbindungen in der Schweißnaht führen, was ihre Plastizität und Leitfähigkeit erheblich verringert.

Infolgedessen wird der kalte Druck Schweißnähte solcher Metallkombinationen können nur bei niedrigeren Temperaturen wirksam arbeiten.

Die Dicke des Überlappungsblechs und der Querschnitt des Stumpfstoßes bei kaltgepressten Schweißteilen darf nicht zu groß sein, da sie durch die Tonnagekapazität der Schweißmaschine begrenzt ist.

Darüber hinaus setzt der für das Werkstück verwendete Formstoff Grenzen für die Härte, die nicht zu hoch sein darf.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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