Как пользоваться холодной сваркой: 4 этапа + 5 типов жидкости

Содержание

Как пользоваться холодной сваркой? Порядок действий, типичные ошибки, полезные рекомендации

Холодная сварка – специальный состав, предназначенный для мелкого и среднего ремонта различных деталей: заделки трещин, отверстий, восстановления утраченных элементов изделия. По существу это густой клей, который, благодаря подбору компонентов, надёжно прикрепляется к основной поверхности и после затвердевания способен выдерживать определённые нагрузки.

Содержание

1 Виды холодной сварки
2 Отличия холодной сварки от клея
3 Материалы и инструменты
4 Последовательность действий
5 Типичные ошибки при работе
6 Полезные рекомендации от опытных мастеров
7 Есть ли альтернатива холодной сварке
8 Эпоксидный клей
9 Сварочный карандаш

Виды холодной сварки

Разновидности по типу материала, с которым допускается работа:

универсальные составы;
по металлу;
по пластику;
по бетону.

Два вида холодной сварки по составу:

двухкомпонентная в едином стержне – сварка и отвердитель представляют собой одну колбаску;
двухкомпонентная в отдельных тюбиках – для создания рабочей смеси придётся смешивать их содержимое в отдельной ёмкости.

Чтобы убедиться, что данный тюбик подходит для конкретных работ, следует ознакомиться с документацией производителя.

Что можно заклеить холодной сваркой (примеры):

небольшие трещины в блоке цилиндров автомобиля – при условии, что повреждённый фрагмент запчасти не испытывает серьёзных нагрузок;
радиаторы – алюминиевые и медные, если есть достаточный доступ к отверстию;
чугунные и стальные канализационные стояки и трубопроводы – холодная сварка не выдержит сильного давления воды, но небольшому напору может противостоять;
восстановить резьбу – если нити частично сохранились. Иначе холодной сварке не за что будет зацепиться;
восстановление пластиковых деталей – рекомендуется в тех случаях, когда невозможно использовать клеевой пистолет;
восстановить отколотые фрагменты бетонных конструкций – отремонтированный участок не выдержит сильных механических воздействий.

Важно понимать, что холодная сварка не может считаться надёжным составом и по возможности следует заменить дефектную деталь на новую.

Отличия холодной сварки от клея

Жидкие клеящие составы не позволяют формировать объёмные поверхности из-за текучести, поэтому холодная сварка удобна для заполнения крупных трещин и отверстий. Она также способна выдерживать нагрев до определённых температур, что указано в инструкции от производителя, максимальное значение – 260 градусов.

Минусом считается низкая эластичность холодной сварки в отличие от большинства клеевых составов. Из-за этого соединение, работающее под вибрационной нагрузкой, может со временем разрушаться.

Поэтому ответственные соединения восстанавливать не рекомендуется – это может привести к более серьёзным поломкам.

Материалы и инструменты

Что потребуется для работы:

нож;
ветошь;
перчатки;
обезжириватель;
наждачная бумага.

Если требуется разделать кромки стальной или чугунной заготовки, то может понадобиться болгарка с отрезным кругом, напильники, дрель с насадками – для работы с отверстиями.

При необходимости восстановления утраченного фрагмента детали (например, отколотого кончика плиты) нужно приготовить набор шпателей: с их помощью будет проще придать ремонтному составу прямоугольные формы.

Последовательность действий

Первый этап: подготовительный. Деталь с дефектом нужно очистить от грязи и ржавчины, обработать наждачной бумагой до появления крупных рисок. Это улучшит сцепляемость поверхности с холодной сваркой.

Второй этап: обезжиривание. Обработку нужно проводить непосредственно перед началом восстановления. В качестве раствора используют ацетон, бензин, уайт-спирит. Деревянные поверхности можно протереть спиртом. Цель – удаление мелких частиц основного материала, пыли и жира, которые могут ухудшить сцепление поверхности с холодной сваркой.

Третий этап: подготовка ремонтного состава. От двухкомпонентной колбаски нужно отрезать фрагмент, которого хватит для заполнения дефектного участка. Холодную сварку разминают руками до получения однородного куска. Отвердитель должен полностью перемешаться с основным составом.

Четвёртый этап: восстановление. Готовая к работе холодная сварка затвердеет примерно через 5-7 минут, поэтому нужно как можно быстрее нанести её на ремонтируемый участок и разгладить пальцами, добиваясь плотной усадки в трещину или отверстие. Если нужно, выровнять плоскости шпателями, стараясь придать поверхности требуемые формы.

Совет: процесс пойдёт скорее, если заранее подогреть деталь при помощи строительного фена. При этом нужно понимать: холодная сварка затвердеет намного быстрее.

Особенность использования двухкомпонентной сварки в отдельных тюбиках заключается в сложности получения качественного состава. Дозирование придётся проводить на глаз.

Примерная стоимость холодной сварки на Яндекс.маркет

Время полного затвердевания зависит от марки состава. Информация должна быть на упаковке.

Типичные ошибки при работе

Основной ошибкой можно считать применение в тех случаях, когда использование нецелесообразно или опасно.

Пример: при ремонте автомобильного двигателя мастера заделали трещину на одном из агрегатов при помощи холодной сварки. Узел испытывал сильные вибрационные нагрузки. После сборки мотора (через некоторое время) отремонтированное соединение разрушилось и повредило соседние элементы.

Ошибки, допущенные при подготовке поверхности, также могут привести к разрушению восстановленной детали. Важно тщательно зачищать плоскости.

Если проводится ручное смешивание отвердителя и основного состава, то нужно стараться выдерживать пропорции, указанные в документации.

При нарушении рекомендаций производителя холодная сварка будет либо слишком быстро затвердевать, либо полностью не застынет и соединение отвалится.

Полезные рекомендации от опытных мастеров

Если дефект, который нужно заделать, приблизительно круглой формы и важно обеспечить герметичность, то при помощи дрели нужно рассверлить его как можно ровнее, подобрать подходящий болт, на резьбу нанести холодную сварку и закрутить его так, чтобы нити резьбы хотя бы частично врезались в основной металл. Это поможет удерживать ремонтный состав на месте.

Во время работы лучше использовать резиновые перчатки, иначе холодная сварка может прилипнуть к пальцам.

Если приходится действовать голыми руками, то следует в конце протереть их растворителем, а потом вымыть тёплой водой с мылом.

Латунные, бронзовые и медные трещины можно попробовать запаять электрическим паяльником (мощностью 80-100 Вт) оловянным припоем, а сверху положить холодную сварку.

Есть ли альтернатива холодной сварке

Холодную сварку в ряде случаев можно заменить другими составами или применять их совместно.

Эпоксидный клей

Эпоксидный клей: его особенность в высокой текучести, он проникает даже в небольшие трещины, хорошо схватывается.

Минусы: боится нагрева и медленно сохнет – 24 часа. Если деталь не будет подвержена воздействию высоких температур, то возможно совместное применение эпоксидного клея и холодной сварки.

Примерная стоимость эпоксидного клея на Яндекс.маркет

Сварочный карандаш

Сварочный карандаш предназначен для небольшого ремонта стальных и чугунных деталей. Чтобы начать работу, нужно поджечь кончик и приложить к дефектному участку. Стальной стержень внутри карандаша будет плавиться и заполнит трещину или отверстие.

Минусы: нельзя работать, если вблизи ремонтируемого участка провода или пластиковые части.

Как пользоваться холодной сваркой и в каких случаях ее применяют © Геостарт

Рубрика: Строительные материалы

Сегодня в ассортименте хозяйственных магазинов представлено очень широкий ассортимент составов, предназначенных для быстрого ремонта различных изделий или для упрощения проведения монтажа. Отдельного внимания заслуживают товары, которые можно отнести к одной интересной группе — к «холодным сваркам». Что же это такое?

«Холодной сваркой» принято называть клеевой состав специфической плотной или обычной жидкой консистенции, обладающий широкими возможностями, так как он может быть применен в разных областях и с различными сочетаниями материалов. После застывания нанесенной ремонтной «заплаты» или склеивающего шва, они отличаются отменными показателями адгезии и прочности, соединение становится сродни сварному, за что подобные составы и получили свое ходкое название. У тех, кто слышал об этом составе, но еще ни разу не применял его на практике, неизбежно возникает вопрос о том, как пользоваться холодной сваркой. В этой публикации как раз и будет представлена информация о существующих видах этого клея, а также о том, где и как его следует применять.

«Холодная сварка» и ее особенности

Общие понятия

Уже само наименование клея — «холодная сварка», говорит о том, что он способен создать высокопрочное соединение материалов, сравнимое с настоящей сваркой. Он может представлять собой одно- или двухкомпонентный состав, в основе которого чаще всего лежит эпоксидная смола, с добавками — загустителями и армирующими веществами. Удобство «холодной сварки» состоит в том, что она не требует применения какого-либо оборудования и приспособлений, а также нагрева ремонтируемых материалов до высоких температур. Ремонтно-восстановительные работы можно проводить буквально в полевых (походных) условиях. Поэтому-то тот или иной вариант «холодной сварки» традиционно входит в постоянно имеющийся в машине минимальный набор инструментов и материалов автомобилиста.

Используется этот клеевой состав для упрочнения соединительных стыков различных деталей или материалов, заделывания отверстий, ремонта образовавшихся трещин или пробоин. «Холодная сварка» может подойти и для некоторых монтажных задач, например, для соединения изделий, изготовленных из одинакового или же разных материалов. Например, с помощью этого клея бывает легко соединить пластмассовые и металлические детали, или же дерево со стеклом, и т.п.

В продаже можно найти как универсальные составы, подходящие для большинства конструкционных материалов, так и более узкопрофильные клеи, предназначенные для конкретных областей применения. Поэтому, приобретая «холодную сварку», всегда следует обращать внимание на указанные в прилагаемой инструкции возможности.

Разновидности «холодной сварки»

Разнообразие клеевых составов, подходящих под определение «холодная сварка», можно разделить на разновидности по нескольким критериям.

1 — По консистенции (агрегатной форме) изготовления холодная сварка производится в жидком и твердом виде:

В твердом виде это обычно спрессованный в бруски (цилиндры) материал. Этот вариант «холодной сварки» можно назвать самым распространенным и широко используемым в быту. Он превращается в пластичную «рабочую» субстанцию, напоминающую пластилин, при активном разминании его пальцами.

В жидком виде холодная сварка продается в тюбиках и тубах под монтажный пистолет, и может быть использована отдельно или же в комплексе со стеклотканью или металлической сеткой.

2 — По составу такой клей может быть одно- и двухкомпонентным:

Однокомпонентные составы упаковываются в один тюбик или брусок. Они не требуют смешивания, они производятся как в жидком, так и твердом виде. Второй вариант перед применением требует разогрева в руках для достижения составом пластичности и адгезионных качеств.

Двухкомпонентная холодная сварка также производится в жидкой и твердой форме. Жидкий вариант представляет собой комплект из двух емкостей (тюбиков, туб и т.п.), в одной из которых находится эпоксидный состав, в другом — отвердитель. Из двух компонентов приготавливается клей непосредственно перед его использованием или в ходе работы (составы с одновременной дозированной подачей и смешиванием).

В двухкомпонентных твердых составах «холодной сварки» предусмотрены оптимальные пропорции двух необходимых для изготовления клеевой смеси компонентов. Требуемое количество материала отрезается от бруска, затем разминается в руках для получения однородной пластичной массы.

3 — По назначению клей может быть универсальным или профильным, предназначенным для работы с определенными материалами. Обе этих разновидности «холодной сварки» могут иметь в своем составе определенный наполнитель. Так, в клей для ремонта бетонных поверхностей или сантехники добавляется керамическая добавка, а для изделий для металла — металлический порошок. Используются и армирующие включения в виде синтетических волокон.

Впрочем, есть составы и без всяких наполнителей — просто от взаимодействия смешанных компонентов или даже от контакта с воздухом (однокомпонентные) образующие твердый ремонтный или склеивающий слой материала.

Кстати, к «холодной сварке» относят еще и клевые составы узкопрофильного применения, которые за счет наличия сильного органического растворителя вызывают химическое «плавление» обработанного ими материала. Как правило, такие клеи предназначены для работы с определенными полимерами, например, ПВХ. После обработки и размягчения обработанных участков идет процесс сжатия сопрягаемых деталей – и происходит нечто похожее на диффузную сварку, проводимую под нагревом. Без высоких температур – но с практически тем же эффектом. Чем не «холодная сварка»?

Области применения таких составов

Здесь все просто — «холодная сварка» в том или ином исполнении подходит для ремонта изделий или склеивания деталей, используемых практически в любых областях.

Клей применяется для скрепления и герметизации твердых изделий или же эластичных покрытий, стационарно уложенных на твердое основание. Склеиваемые «холодной сваркой материалы» можно разделить на несколько групп:

Металлы — практически без ограничений.
Различные полимеры, а также комбинированные материалы, произведенные с их использованием, например, линолеум или ковролин. Полотна этих покрытий могут быть состыкованы между собой, с другими материалами, а также закреплены к основанию. Не используется «холодная сварка» для полиэтиленовых изделий.
Стекло, керамика и фарфор могут быть соединены с помощью этого клея в разных комбинациях без ограничения. То есть названные материалы между собой, а также с изделиями, имеющими другое структурное строение.

Как можно видеть из представленного списка, «холодная сварка» может быть применена в различных областях, тем более что существуют составы, отличающиеся своей термо- и влагостойкостью. Кроме того, клей, используемый для герметизации стыков изделий способен выдержать эксплуатацию под высоким давлением. Например, «холодная сварка» применяется для соединения и ремонта водопроводных и канализационных труб, также различных деталей и узлов в конструкции автомобилей. С помощью такого клея можно быстро и даже в самых неблагоприятных условиях заделать сквозные повреждения, а также сколы на корпусе автомобиля, пробоины радиатора, бензобака, подтекания трубопроводов и т.д.

В быту «холодная сварка» используется для ремонта мебели, стеклянных изделий и даже строительных инструментов, а также других бытовых изделий.

Достоинства и недостатки «холодной сварки»

Практически все клеевые составы, относимые к категории «холодной сварки», имеют общие положительные качества. Ну а также и недостатки, о которых не менее важно знать перед применением состава.

Достоинствами этого продукта можно считать следующие его качества:

Экологическая чистота материала (на эпоксидной основе) позволяет использовать его в жилых помещениях, он не имеет резкого запаха и не выделяет токсичные пары.
При применении «холодной сварки» не повреждаются соседние участки ремонтируемых изделий, так как они не подвергаются воздействию высоких температур, чего нельзя избежать при использовании «классической» сварки.
Нанесенный и застывший клей может быть подвергнут обработке абразивными материалами, для доведения их поверхности до идеальной гладкости, что в некоторых случаях является необходимым условием ремонта.
Для использования холодной сварки не требуется применения специальных инструментов, отсутствие которых, достаточно часто осложняет проведение ремонта.
Универсальность использования составов – можно выполнять очень широкий спектр различных работ.
Возможность эксплуатировать отремонтированные изделия при высоких и низких температурах.
Материал не разрушится при воздействии на него химических веществ.
Доступная стоимость материала – такой комплект может позволить себе каждый. Да он и должен быть, наверное, в каждом доме — на всякий случай.

Недостатком «холодной сварки» можно назвать тот фактор, что она во многих случаях все-таки уступает в надежности «горячим технологиям» соединения материалов. То есть обычно рассматривается в качестве временной меры — до полноценной замены поврежденных деталей или покрытий на новые или до появления возможности проведения полноценного восстановления.

Небольшой обзор ассортимента популярных «холодных сварок»

Выбирая подобный клей, следует обратить внимание на следующие параметры, указываемые производителем на упаковке:

Материалы поверхностей, для которых может быть применен выбираемый состав.
Температурный режим, в котором может эксплуатироваться приобретаемый клей.
Порядок применения «холодной сварки», указанный в инструкции.
Стоимость клея.

Кстати, о ценовом факторе. Большинство подобных составов можно отнести ко вполне доступной категории. Поэтому не стоит приобретать совсем уж самые дешевые варианты совершенно неизвестного происхождения. Лучше обратить внимание на те материалы, которые заслужили немало положительных отзывов. К такой продукции можно отнести клеи брендов «Tarkett», «Poxipol», «Permatex», «WEICON», «Devcon», «MASTIX», «Premium FastFix Metal» и других.

Далее в таблице будут представлены некоторые варианты «холодной сварки» различных производителей, как универсальные, так и предназначенные для скрепления конкретных материалов. Возможно, эта информация поможет определиться с выбором при приобретении состава:

Иллюстрация	Краткое описание и область применения «холодной сварки»

Иллюстрация	Краткое описание и область применения «холодной сварки»
Универсальная «холодная сварка» «Каратт» предназначена для проведения ремонта, склеивания, герметизации стыков различных изделий, изготовленных из пластмассы, металлов, древесины, керамики, гранита, мрамора, бетона.
Клей «Секунда», предназначенный для скрепления или ремонта твердых предметов (поверхностей) выполненных из ПВХ — это могут быть сточные желоба, водопроводные и канализационные трубы, элементы отделки, коруса бытовой техники и многое другое. Подходит как для проведения внешних, так и для внутренних работ. Используется материал также и для стыковых линий плитки или линолеума ПВХ. Эта «холодная сварка» также применяется для заполнения трещин и заделывания отверстий в металлических, деревянных, пластиковых и каменных изделиях. Кроме того, подойдет она и для металлических деталей автомобилей. Состав после нанесения на поверхность от контакта с воздухом довольно быстро образует прозрачный влагостойкий слой или шов. Благодаря своей водонепроницаемости, такая «холодная сварка» применяется для ремонта изделий, контактирующих с водой. Склеивание деталей до состояния пригодности к полноценной эксплуатации происходит в течение шести часов.
Компании «Tarkett», занимающаяся производством линолеума, также производит однокомпонентную «холодную сварку» для склеивания ПВХ-изделий. Удобство применения состава этого производителя заключается во вмонтированной в тюбик стальной игле, которая предназначена для направленного выдавливания клея, что необходимо для скрепления двух листов линолеумного покрытия. Игла имеет высокую прочность, поэтому во время работы не сломается и не деформируется. Прочность получающегося после полной полимеризации шва превышает даже нормы европейских стандартов. Компания поставляет в продажу три типа холодной сварки для напольного покрытия ПВХ — «А», «Т» и «С».
Двухкомпонентная «холодная сварка» «AQUA — MASTIX» предназначена в преимущественной степени для ремонта сантехники. Она способна быстро и качественно соединить детали или заделать дефекты на изделий из металла, фарфора, керамики, а также надёжно герметизировать емкости или трубопроводы. Отремонтированные или герметизированные этим составом аксессуары могут далее эксплуатироваться в диапазоне рабочих температур от -60 до +150 градусов. С помощью этого состава возможен ремонт замасленных и влажных поверхностей, даже при отрицательной температуре до -10 градусов, если клей был подготовлен к использованию в теплом помещении.
Двухкомпонентный клей «MASTIX термостойкий» — предназначен для ремонта изделий, изготовленных из различных металлов, а также термостойких пластиков и керамики, которые эксплуатируются при температуре от -60 до +250 градусов. Допускается склеивание влажных поверхностей. Схватывание этого материала происходит через два-три часа после нанесения, полное же застывание и возможность подвергать изделие свойственной для него нагрузке наступает через сутки.
Двухкомпонентный клей «MASTIX для замасленных поверхностей» должен быть в инструментальном арсенале автомобилиста. В дорожных условиях, когда поверхности или детали, требующие срочного ремонта, затруднительно или даже невозможно очистить от загрязнений, такая «холодная сварка» становится незаменимой. Кроме этого, состав может быть применен для склеивания цветных и черных металлов, керамики, пластмассы, древесины, которые предполагается эксплуатировать при температурах от -60 до +150 градусов. Так что такую «холодную сварку» вполне можно отнести к универсальным.
Двухкомпонентная «холодная сварка» «MASTIX для алюминия» — ее предназначение понятно уже из названия. Например, хорошо подойдёт для «полевого ремонта» пробитого алюминиевого радиатора. Клей может применяться на влажных и маслянистых поверхностях, а также для соединения деталей, которые будут эксплуатироваться при высоких температурах. После застывания не боится прямого контакта с различными техническими жидкостями, в том числе с антифризами.
«Холодная сварка» «ASTROhim» специально предназначена для герметизации ремонта радиаторов отопления, трубопроводов холодного и горячего водоснабжения и канализации, произведенных из разных металлов или пластика. Клей может быть применен как для бытовых нужд, так для ремонта промышленных коммуникаций. Эксплуатационная температура отремонтированных или герметизированных объектов находится в диапазоне от -60 до + 150 градусов. Двухкомпонентный состав замешивается при положительной температуре.
«Premium FastFix Metal» — это быстротвердеющий двухкомпонентный состав на эпоксидной основе. Подходит этот клей как для внутренних, так и для наружных работ по скреплению и ремонту металлических деталей. После застывания «холодной сварки» отремонтированный участок изделия может быть подвергнут качественной шлифовке.

Кроме представленных вариантов «холодной сварки», выпускаются составы, конкретно предназначенные для ремонта деталей автомобиля, в частности — специально для его радиатора. Однако, если таковых в продаже не найдётся, то можно приобрести клей для металла, конкретно для алюминия или пластика, в зависимости от того, какой из узлов автомобиля требует ремонта.

Меры безопасности и правила хранения

Перед тем как перейти к работе с «холодной сваркой», всегда имеет смысл внимательно ознакомиться с мерами безопасности. Просто чтобы обезопасить себя от негативного воздействия составляющих клея.

«Холодную сварку» запрещено использовать для ремонта поверхностей, соприкасающихся с пищевыми продуктами.

Руки во время проведения работ рекомендуется защитить плотно облегающими перчатками. Они предотвратят попадания на кожу смол и избавят ее от длительной очистки.
После окончания работ, сняв перчатки руки, следует хорошо промыть под проточной струей воды.
Если клей случайно попал на кожу или в глаза, их необходимо незамедлительно промыть.
Хранение «холодной сварки» должно осуществляться согласно указанным на упаковке правилам, иначе состав потеряет свои первоначальные качества.
Клей должен находиться в недоступном для детей месте.

Как видите – требования элементарные, и приудерживаться их – совсем несложно.

Как применяют «холодную сварку»

В этом разделе будет рассмотрено несколько вариантов применения клея — в разных областях и для скрепления или ремонта различных материалов.

Общие правила применения

Для применения двухкомпонентной «холодной сварки» существуют общие правила подготовки и нанесения ее на ремонтируемую поверхность. Все выполняемые действия можно разбить на несколько выраженных этапов.

Начинают с подготовки поверхностей, подлежащих ремонту. В этот этап входит их очистка от загрязнений и остатков старых декоративных покрытий, если они были (краска, лак)..Если поверхности идеально гладкие, то их желательно обработать абразивным материалом. Образовавшиеся от этого шероховатости повысят адгезию материалов.

Желательно, чтобы поверхности были сухими и обезжиренными, например, с помощью спирта, ацетона или другого растворителя. Некоторые составы, как уже говорилось выше, могут быть нанесены и на замасленные изделия, но на чистой поверхности все равно работать лучше. Ну а в том случае, когда производится ремонт трубы, в которой образовалась течь, следует выбрать вариант холодной сварки, который допускается применять на влажных поверхностях.

Очень важно внимательно изучить инструкцию по применению приобретенного продукта. Особое внимание следует обратить на срок жизнеспособности состава, то есть максимально допустимый срок после проведения его замешивания. По прошествии этого временного интервала «холодная сварка» теряет свои свойства и становится непригодной для использования.
Далее, следует отрезать или выдавить из двух тюбиков, в зависимости от конкретного типа двухкомпонентного клея, необходимое его количество. При разминании твердого варианта «холодной сварки» рекомендуется руки смочить водой, иначе состав будет прилипать к пальцам. Клей будет готов к применению, когда он нагреется и приобретет пластичность, станет полностью однородным и при этом ощутимо нагреется. Если смешиваются жидкие компоненты «холодной сварки», то готовая смесь должна приобрести однородный цвет.

Получившийся после смешивания компонентов клей наносится на подготовленную поверхность и прижимается или распределяется по ней с помощью резинового шпателя, смоченного водой. Заплатку из жесткой замешанной сварки следует прижать и подержать на поверхности несколько минут.
Время готовности ремонтируемой поверхности к дальнейшей обработке у каждого из составов разное. При необходимости ускорить период полимеризации, клей можно нагреть с помощью строительного фена, но все же злоупотреблять такой мерой – не особо рекомендуется.
Далее, после полного высыхания и полимеризации отремонтированный участок можно при необходимости обрабатывать наждачной бумагой и красить.

Ремонт радиатора системы охлаждения автомобиля

Автомобильный радиатор – довольно уязвимый в нынешнему механическому воздействию теплообменный прибор. Бывает, что при движении с высокой скоростью попавший в его решетку камешек или иной твердый предмет приводит к образованию течи. А это уже требует безотлагательного ремонта. Ликвидировать течь и хотя бы на время восстановить работоспособность радиатора вполне можно своими силами, применив холодную сварку.

Порядок работ рекомендуется следующий:

Первое, что необходимо сделать — это выбрать (иди заранее приобрести и иметь в «бардачке» автомобиля подходящий для такого ремонта тип «холодной сварки». Он должен иметь хорошую адгезию с металлом и выдерживать воздействие высоких температур. Лучшим вариантом будет приобрести специальный, предназначенный именно для ремонта радиаторов состав, но если такового в продаже не оказалось, следует выбрать термостойкий вариант для металла. Если «холодная сварка» не будет обладать этими качествами, то при нагреве ремонтная заплатка просто расплавится или отскочит, то есть вся проделанная работа окажется напрасной.

Следующим шагом необходимо определить точное место протечки. Не исключено, что для этого радиатор придется демонтировать. Необходимо отметить, что этот этап иногда становится самым сложным во всем процессе ремонта радиатора.
Из системы охлаждения автомобиля сливается жидкость – тосол или вода. Если поиски пробоины или трещины предваряются снятием радиатора, то, понятно, слив охлаждающей жидкости проводится до его демонтажа.

Возможно, для обнаружения пробоины на трубке, а также для проведения ремонта придется удалить часть теплообменной решетки радиатора.
Желательно радиатор просушить, например, потоком теплого воздуха. Но если приобретена холодная сварка, которую можно наносить по влажной поверхности, то просушка всей конструкции необязательна, хотя и все равно остается желательной.
После того как пробоина обнаружена, пробоину, освободив пространство вокруг освобождено, ту поверхность, куда будет наноситься «холодная сварка», рекомендуется обработать наждачной бумагой, затем очистить от остатков абразива и обезжирить уайт-спиритом, ацетоном или бензином. Эта процедура необходима для достижения высокой адгезии ремонтного состава с металлом.
Далее можно переходить к работе с клеем. Действовать необходимо согласно инструкции, обычно расположенной на упаковке «холодной сварки».

Перед началом работы руки рекомендуется смочить водой — так клей будет меньше к ним прилипать.
От бруска клея ножом отрезается необходимое количество массы. Этот отрезанный фрагмент энергично разминается пальцами до достижения им эластичности и полной однородности. Так как компоненты, соединенные в бруске «холодной сварки», различаются цветом, необходимо проследить за тем, чтобы оттенок перемешанной массы также был совершенно однородным. Пластичность, однородность и явственно ощутимый нагрев перемешиваемой массы является признаком того, что клей готов к последующей операции.

Если для ремонта выбран жидкий двухкомпонентный вариант «холодной сварки», то следует выдавить из тюбиков определенное количество состава и тщательно перемешать в небольшой емкости или даже на какой-то поверхностям. Компоненты все же не настолько жидкие, чтобы начать растекаться.

Следующим этапом идет нанесение клея на поврежденное место. Все этапы работ следует проделывать без затяжки времени, так как после смешивания некоторые клеи быстро начинают входить в стадию полимеризации. Время схватывания материала обязательно следует заранее узнать из его паспортных характеристик.

Полное высыхание и готовность отремонтированного изделия к эксплуатации может наступить в период от часа до суток. Время достижения такой готовности может зависеть от нескольких факторов — это температура, при которой проводилась работа, толщина, нанесенного слоя, а также особенности самой «холодной сварки».

Необходимо отметить, что по отзывам автовладельцев иногда подобный ремонт радиаторов системы охлаждения бывает более эффективным, нежели аргонная сварка или «классическая» пайка.

* * * * * * *

Примерно таким же образом производится ремонт поврежденного топливного бака. Здесь бывает даже попроще так как чаще всего приходится иметь дело с открытой поверхностью, безо всяких решеток. Правда, меры предосторожности при работе с баком – куда как более строгие, из-за повышенной огнеопасности. Клеевую «заплатку» после высыхания можно дополнительно обработать абразивными материалами, а затем покрыть той же антикоррозионной краской, что применяется для покрытия всей остальной поверхности бака.

Ремонт керамических изделий

Для ремонта керамических изделий, в том числе, например, разбитой раковины в ванной, многие производители предлагают составы «холодная сварка для керамики». Как указано в характеристиках клея, он быстро и надежно соединит между собой отдельные фрагменты поврежденного изделия, которое после ремонта может вновь эксплуатироваться в своем рабочем температурном диапазоне. Шов, получающийся на стыках соединенных черепков, отлично противостоит перепадам температур и воздействию влаги. Материал легко наносится и надежно закрывает сколы и трещины в фарфоровых и фаянсовых изделиях.

«Холодная сварка» для керамики клея чаще всего производится в жестком двухкомпонентном варианте. Он точно так же подготавливается к применению, как тот, рассматривался выше при ремонте радиатора.

Возможная сложность ремонтных работ по восстановлению раковин и других керамических изделий состоит в том, что необходимо собрать все или же хотя бы самые крупные осколки изделия. Именно из них предстоит складывать «мозаику», которая и закроет образовавшийся зазор.

Если же планируется заделать трещину с выбоиной, то, подготавливая ее к ремонту, расширять повреждение в керамике недопустимо (в отличие от заделки трещин, скажем, на стенах или потолке). При подобных попытках изделие может просто расколоться. Не получится избавиться от трещины, которая представляет собой тонкую линию, так как клею просто не с чем будет сцепиться, а нанесенный сверху состав никак не укрепит прочность изделия.

Итак, в данном случае склеиваемые детали не требуют какой-то специальной обработки или обезжиривания. Но для улучшения их адгезионных возможностей их рекомендуется перед склеиванием нагревать до температуры порядка 40÷50 градусов с помощью строительного фена.

После нанесения на нагретые склеиваемые поверхности «холодной сварки», их сразу же соединяют между собой, так как такой клей очень быстро схватывается и, соответственно, теряет свои адгезионные способности.

Когда все крупные фрагменты будут вклеены на место, оставшиеся «гнезда» от отсутствующих мелких деталей заполняются «холодной сваркой». Производится черновое выравнивание поверхности — по мере возможности.

Останется только дождаться полного высыхания клея, а затем обработать отремонтированный участок сначала наждачной бумагой с крупным зерном, затем с мелким, а в завершение — отшлифовать поверхность.

Если это необходимо, то можно покрыть отшлифованную зону краской.

«Холодная сварка», как технология соединения полотен линолеума

Практически каждый владелец жилья сталкивался когда-то с настилом линолеумного покрытия. К сожалению, далеко не всегда удается приобрести материал приглянувшегося внешнего оформления, но необходимой длины и ширины. И поэтому при настиле возникает необходимость стыковать между собой два полотна.

Для выполнения такой задачи сегодня применяются два основных способа — это применение «горячей» диффузной сварки соседних листов, для которой используется специальный инструмент, или «холодная сварка», с использованием жидкого химического состава, поступающего в продажу в тюбиках со специальными насадками.

В данном случае «механизм» склеивания отличается от того, что мы уже видели выше. Специальный органический состав проникает в структуру линолеумного покрытия, вызывая химическое расплавление его кромок с последующей взаимной диффузией и застыванием. В итоге после полной полимеризации получается прочное соединение с равномерным плотным швом.

В продаже можно найти «холодную сварку» для линолеума или же других изделий из поливинилхлорида (ПВХ) отечественных и зарубежных производителей. Но особую популярность завоевали однокомпонентные составы компании «Tarkett», которые представлены тремя типами. Об этом материале уже вскользь упоминалось выше, а сейчас он будет рассмотрен более подробно. Каждый из типов такого клея предназначается для определенной ширины шва между листами напольного покрытия. И в связи с этим — каждый из них оснащается специальной насадкой для подачи состава на линию склеивания.

Иллюстрация	Краткая информация об особенностях применения клея

Иллюстрация	Краткая информация об особенностях применения клея
Тип «А» имеет жидкую консистенцию и насадку в виде прочной стальной иглы (в определенной степени похожую на медицинскую иглу шприца). Благодаря этому приспособлению такой «холодной сваркой» удобно соединять листы линолеума с созданием минимальной толщины шва, составляющей менее 2 мм. Расход одной упаковки этого состава рассчитан на длину шва в 20 метров.
Тип «С» является более густым составом, поэтому его лучше всего применять для швов, имеющих ширину более 2 мм. Тюбик этой «холодной сварки» имеет более широкую трубчатую насадку, через которую густая масса легко поступает в шов. Кроме соединения двух полотен напольного покрытия, клей применяется для ремонта поврежденных участков материала. Расход одной упаковки клея рассчитан на длину шва в 15 метров.
Тип «Т» — наиболее густой по консистенции (даже гуще, чем тип «С»). Тюбик с такой «холодной сваркой» оснащен Т-образной насадкой. Предназначается этот комплект для химического сплавления двух листов ПВХ-линолеума, имеющего войлочную или полиэстровую основу. Расход одной упаковки такого состава рассчитан на длину шва до 7 метров.

Перед тем как переходить к сварке линолеума, полотна необходимо расстелить на поверхности пола и оставить отлеживаться и расправляться примерно на сутки. Для соединения листов напольное покрытие должно быть ровным.

Работы по соединению листов линолеума по технологии химической «холодной сварки» проводятся в порядке, расписанном в таблице-инструкции.

Иллюстрация	Краткое описание выполняемых операций

Иллюстрация	Краткое описание выполняемых операций
Первым шагом два полотна напольного покрытия укладываются ровно, внахлест примерно на 40÷50 мм по линии будущего стыка. Затем необходимо найти середину этого перехлеста, и по металлической линейке прочертить ровную линию на всю длину будущего шва. Для этого следует использовать маркер или карандаш, который можно будет легко удалить с поверхности покрытия. Далее, по намеченной линии, также по линейке, острым ножом делается сквозной рез на всю толщину обоих слоев линолеума.
После того как полотна будут разрезаны на всю длину шва, отрезанные полоски материала (нижняя и верхняя) аккуратно убираются. Если все сделано на совесть, то два листа линолеума сейчас идеально состыкованы, практически без просвета между краями.
Следующим шагом под шов к полу необходимо приклеить двухсторонний строительный скотч, шириной примерно в 60 мм, так, чтобы к нему можно было зафиксировать оба стыкуемых полотна. Защитная пленка со скотча снимается по ходу приклеивания к нему листов линолеума.
Теперь необходимо тщательно очистить зону шва от любых загрязнений и пыли (для этого рекомендуется применить пылесос), а затем скрепить шов поверху бумажным малярным скотчем, который должен проходить по обоим полотнам. Важно выбрать именно малярный скотч, так как состав «холодной сварки» не должен проникнуть сквозь него к лицевой поверхности линолеума или же расплавить материал. Если клей пропитает или проплавит какой-то иной скотч, то повредит покрытие не только по линии шве, но и в непосредственной близости от него.
Дополнительно скотч рекомендуется хорошо прижать или прикатать к напольному покрытию с помощью резинового валика. Это делается для того, чтобы гарантированно исключить вероятность попадания клея на поверхность линолеума. Главное условие для положительного результата — «холодная сварка» должна попасть исключительно в шов между листами.
Далее, наклеенную ленту скотча необходимо очень аккуратно разрезать с помощью ножа с круглым, крючкообразным или трапециевидным лезвием. Чтобы при разрезании ленты не повредить покрытие, в самом начале реза следует вдавить лезвие ножа в шов до упора — и затем не ослаблять этот нажим на протяжении всего реза. То есть стык между листами сам по себе станет направляющей для движения лезвия ножа.
Если напольное покрытие недостаточно эластичное, например, используется коммерческий или полукоммерческий вариант линолеума ПВХ, то шов перед нанесением клея рекомендуется разогреть примерно до +40 градусов с помощью утюга или же фена. Этот прием поможет легко вести насадку-экструдер внутри шва.
Перед тем как открыть тюбик, его следует немного потрясти, чтобы взболтать содержимое. Когда тюбик будет открыт, держать его следует всегда отверстием вверх и следить за тем, чтобы клей не попал случайно на незащищенные участки покрытия. Иглу и отверстие тубы перед началом использования необходимо протереть чистой салфеткой. При проведении склеивания, тюбик лучше всего держать двумя руками. Одной рукой следует придерживать тюбик и осуществлять его постепенное сдавливание для выхода клея. А указательный палец второй руки — держать на его носике, прижимая в шов между листами
Это – самый ответственный этап всего процесса, поэтому его необходимо проводить не спеша и крайне аккуратно. Иглу необходимо вдавить в начало шва, так, чтобы клей заполнял зазор между листами линолеума. Далее насадку следует продвигать внутри шва, регулируя легким нажатием на тюбик количество выдавливаемого клея. На скотче вдоль шва должен оставаться тонкий слой «холодной сврки», шириной примерно в 5 мм. Остаток клея на скотче говорит о том, что шов заполнен доверху, что и требуется.
После того как клей на поверхности скотча высохнет (а это примерно через 10 минут для состава типа «А» и 60 минут – для составов типа «Т» и «С») скотч необходимо аккуратно отклеить от поверхности покрытия. Убирают не торопясь сначала одну его сторону, затем другую, оставшуюся на полу полосу. Результатом «холодной сварки» становится практически невидимый шов, по которому можно будет ходить уже через полчаса после снятия скотча.

При работе с клеем типа «Т» существуют некоторые нюансы, к которым можно отнести следующие действия:

Во-первых, под шов между листами линолеума к полу не клеится двухсторонний скотч.

Во-вторых, после того как малярный скотч будет наклеен сверху шва и разрезан, необходимо отогнуть один из листов покрытия и нанести клеевой состав на торец другого полотна, так, чтобы он был полностью покрыт клеем.
В- третьих, отогнутый край покрытия возвращают на место и плотно прижимают его к полу. Склеенные части линолеума необходимо оставить на час, до полного высыхания состава, после чего скотч можно снять. Ходить по покрытию можно так же через полчаса после удаления скотча.

В случае если клей случайно попадет на покрытие, его не следует удалять сразу. Когда капли застынут, их необходимо аккуратно срезать с помощью ножа. Если попытаться убрать незастывшие капли клея, то можно испортить рисунок покрытия, так как под клеем оно в этот момент будет в расплавленном состоянии.

* * * * * * *

Итак, холодную сварку можно назвать уникальным универсальным материалом, способным разрешить большое количество проблем. Однако, не следует забывать и о том, что для ремонта некоторых функциональных изделий клей можно использовать исключительно в виде временной меры, только чтобы «дожить» до их замены или же капитального ремонта. Поэтому, отремонтировав, например, батарею отопления дома, радиатор охлаждения или топливный бак в автомобиле, следует и держать под неусыпным контролем герметичность наложенной заплатки, и не забывать о необходимости более радикальных мер.

В завершение публикации – еще один пример использования этого универсального ремонтного состава.

Видео: Пример ремонта смесителя для ванной с помощью «холодной сварки»

автор

Абрамова Полина

Как пользоваться холодной сваркой для металла

Для экстремальных условий прекрасно подходит современный клей, который может заполнить не только сколы и трещины во многих местах, но и соединить изделия из металла. К примеру, в быту и промышленном производстве нередко используется холодная сварка. К тому же, благодаря ей можно делать любые ремонтные работы.

В чем плюсы и минусы холодной сварки

Основу состава составляет эпоксидная смола и может храниться в течение длительного времени. После применения сварки на процесс затвердения стыков понадобится 20 минут. На поверхности металла есть так называемая оксидная пленка, а клей ее может разрушить. С использованием новинок детали можно плотно состыковывать между собой.

Во многих случаях электросварка не всегда подходит для заделки трещин, поэтому на помощь приходит холодная сварка. Ее можно также использовать, когда необходимо склеить между собой линолеум, пластик, медь, а также для крепления стыков из алюминия. Для поверхностей, реагирующих на нагревание, применяемый метод будет самым подходящим. В тех условиях, где возможен риск пожара или взрыва рекомендуется сварка.

Основные плюсы холодной сварки:

Для ее нанесения не требуется специальных навыков, знаний и оборудования.
Доступная в цене.
При нанесении на поверхность металл сохраняет свои свойства и не подвергается деформации.
Прочность сварного шва.
После ее использования не остается никаких отходов. К тому же она является безопасной и после того, как высохнет, будет иметь эстетичный вид.

С помощью холодной сварки соединяются различные материалы из металла. Если соблюдать необходимую инструкцию, то заделанные стыки и сколы будут надежно защищены от протекания.

Покупатели приобретают охотно такую сварку, которая легко ложится на подготовленную поверхность. Всегда можно заделать пробои уникальным, мягким материалом. Она хорошо перемешивается и свободно крепит металлические и деревянные конструкции. К тому же она легко склеивает тяжелые и легкие материалы. Многие годы холодная сварка остается лучшим средством для закрепления швов, пробоин.

В продаже есть отличные средства, с помощью которых вы надежно сможете заделать мелкие крупные дырочки в отопительных системах. При нагревании в радиаторах часто появляются мелкие трещины, из которых капает вода. Поэтому здесь не обойтись без такой сварки. Она прочно заделает все сколы, а вы тем временем можете подыскать необходимый сварочный аппарат. Спустя некоторое время можно заварить поверхность.

Но существуют минусы:

Изделия, сваренные химическим способом, имеют не долгий срок эксплуатации, в отличие от тех, которые подвергались ремонтным работам.
Крупные дефекты нельзя полностью заделать с помощью такой сварки, она лишь поможет на недолгое время устранить какие-то трещины.
Если перед нанесением сварки плохо очистить поверхность, то качество крепления будет достаточно слабым.

Виды и характеристики

Выбирайте для себя прочный материал, который с годами остается популярным. Многие используют его, как лучшее средство для заделывания хрупких и тонкостенных деталей. Много таких изделий, где требуется сварка. Одним из особенностей является быстрое застывание на любой поверхности. Это средство можно назвать универсальным. Читайте также: клей B7000 инструкция по применению.

В зависимости от типа поверхности и нахождения будущего шва проводится наложение сварки и ее главные подвиды такие:

Точечная — соединение происходит путем соответствующего давления. Между этим наблюдается определенное расстояние.
Шовная — при креплении изделий появляется сплошной шов. Метод необходим для того, чтобы склеить детали оборудования, некоторых устройств и небольших емкостей.
Тавровая — можно склеивать детали, которые находятся под прямым углом.
Сварка сдвигом — в этом случае швы будут не только прочно склеены, но и герметичными. Такой способ соединения применим для труб, при проведении ремонтных работ отопительных систем.

Сварка может отличаться по составу, она бывает густой, как пластилин и может быть из двух колбасок. Компоненты холодной сварки необходимо хорошо размять, благодаря чему появляется клейкая масса. Жидкие средства представляют собой другой вариант, и для ее использования берутся также отвердитель и смола. В ремонтных работах часто применяются средства в виде пластилина.

Существует классификация, с помощью которой сварка отличается по типам использования и характеристикам:

Водостойкая — применима в сантехнике, а именно для ремонта трубопроводов. Она не портится и ее можно использовать даже для склеивания стыков в воде.
Автомобильная — в материале присутствует специальный наполнитель и необходим он для ремонта бамперов, различных систем и элементов.
Универсальная — можно склеивать почти все поверхности. К примеру, это могут быть полимерные, деревянные поверхности. Данный вид считается самым популярным.
Высокотемпературная — с помощью термостойкого средства можно провести ремонтные работы при высоких температурах.
С высокими значениями адгезии — в изделии есть специальная крошка, наполнители, которые повышают качество крепления.

Состав и основные особенности

Сегодня многим известно, как пользоваться холодной сваркой для металла, которая без усилий наносится на поверхность. Она производится по всем стандартам качества и имеет в своем составе эпоксидную смолу. Благодаря такой смоле происходит качественное и прочное соединение металла. С помощью специального свойства, находящегося в составе средство стойкое к воздействию низких и высоких температур. Производители в составе используют не только минеральные вещества, но и серу. По теме: как пользоваться жидкими гвоздями.

Технические показатели такие:

Первая сушка — 20 минут.
Завершающая сушка — от 3 до 24 часов.
Температура использования — до +1316 градусов.

Изготовители состава

Некоторые марки бывают даже лучше зарубежных производителей. Стоимость их бывает низкой. Самыми известными из них можно назвать Полимет и Алмаз.

Из импортных популярными можно считать:

Hi-Gear — подходит для цветных и черных металлов, а также для пластика, камней. Она устойчива к химическому и физическому влиянию.
Момент Супер-Эпокси Henkel — его свойства сохраняются даже при высокой температуре, и средство может подходить для склеивания разных материалов.
Poxipol — с помощью такой сварки швы становятся очень прочными и их невозможно разъединить. При этом средство является влагонепроницаемым.
Wurth Liuguid Metal — является средством, которое устойчиво к разным негативным воздействиям.
Mastix — если трубы находятся под давлением, то применима эта сварка. Также она легко подходит для крепления батарей, радиаторов и свободно заклеивает разные дефекты.

Широка область применения средства

Металлические изделия можно склеивать, благодаря использованию такого прочного средства.

Она предназначена для:

Конструкций, которые бывают под давлением.
Изделий, которые находятся во влажной среде.

Сварка незаменима при проведении ремонта машин, а также популярна в сантехнических работах. Она подходит для ремонта систем отопления, канализации. Она незаменима для склеивания таких материалов, как линолеум, ковролин, для клейки стеклянных конструкций.

Показатели выбора состава

Перед тем, как начать использовать сварку, необходимо ознакомиться с тем, где ее лучше всего использовать. Средства, в составе которых есть адгезия, подходят для соединения конструкций из металла и стыков, которые часто подвержены вибрации. Также выбирать необходимую сварку следует, исходя из других показателей.

Температурные показатели

При покупке следует обратить внимание на то, как пользоваться холодной сваркой для металла, и что включено в ее состав. Как известно, сварке под силу выдерживать очень высокие температуры, которая может достигать более 200 градусов. Об этом можно прочесть на упаковке. При этом следует строго следить за технологией склеивания деталей. Читайте также: токопроводящий клей своими руками.

Нередко подходят для склейки жаростойкие составы. Они становятся незаменимыми для поверхностей, которые подвержены сильному нагреву. Они способны выдержать температуру более 1000 градусов. При этом они остаются прочными. Одна из термостойких сварок может выдержать температуру до 900 градусов.

Герметики

Состав со свойствами высокой плотности прекрасно подходит для ремонта радиаторов, для того, чтобы устранить небольшие протекания. При появлении дефекта она будут прекрасным, задерживающим средством.

Составы для машин

По стойкости она должна иметь перечень характеристик:

Она должна быть устойчива к изменениям температуры;
К вибрации;
К воздействию окислителей и химии.

Сварка имеет не только прочностные характеристики, но и устойчива к высокой влажности. По форме напоминает замазку, а из нее свободно можно делать заплатки в виде болтиков. Для ремонта бамперов такая сварка будет незаменимой. Ведь с ее помощью можно заделать трещины в бензиновом баке, радиаторе и т.д. Однако, средство может служить лишь временно.

Показатели наполнителя

Металлический наполнитель нужен для надежного склеивания металла, благодаря этому швы становятся крепкими. Хорошо, если он будет похож на материал самого изделия. Если его нет в продаже, то можно найти подходящий для соединения швов.

Пошаговая инструкция по применению

Детали должны быть хорошо очищены перед тем, как их склеивать. Вначале необходимо убрать все ненужные отложения, которые часто загрязняют поверхность, почистить от пыли. Для полного удаления грязи можно использовать уайт-спирит или растворитель 646 технические характеристики которых идеально подходят для обезжиривания изделья.

Лучше всего работать в резиновых перчатках. Немаловажным будет удаление коррозии, а для этого подойдет шлифовальная машинка. Перед тем, как заделать бензиновый бак топливо нужно слить и протереть его от жировых пятен специальным спиртовым настоем.

Для работы с холодной сваркой Вам необходимо сделать следующее:

Вначале нужно ее перемешать, чтобы была однородная масса. Затем следует отрезать необходимый кусок и еще раз хорошо помять. Она должен получиться, как пластилин. В некоторых средствах компоненты проходят обработку через дозатор.

Полученный состав необходимо равномерно наложить на стыки, где есть протечки. Если есть большое отверстие, то его можно заделать специальной заплаткой из металла.
В резиновых перчатках удобно работать с таким материалом и формировать заплатки. Заранее следует узнать о времени застывания сварки и заклеивать швы, как можно скорее.
После заклеивания деталей и застывания можно пройтись по ним наждачной бумагой. Это придаст стыкам гладкости. В некоторых случаях есть необходимость подождать до нескольких часов, чтобы материал хорошо застыл. Если Вам нужно просверлить на месте склеивания, то меньше чем через час работу проводить не рекомендуется.

Важный порядок работы

Если брать жидкие средства, то их не рекомендуется перемешивать на поверхности нанесения. Для этого следует найти специально отведенное место и емкость и там хорошо приготовить склеиваемый материал. Берите материал нужный по размеру, а оставшийся можно убрать снова в упаковку и отнести его в холодную комнату. Чтобы материал хорошо соединить, нужно очистить поверхность от всякого загрязнения.

Для соединения старых деталей необходимо также старый слой удалить, а затем нанести новый. Старые изделия можно почистить специальными инструментами. Поверхность обрабатывается хорошо очищаемым средством, а затем плотный слой сварки нанести на выбранные для затирки швы.

Меры соблюдения предосторожности

Следует внимательно читать инструкцию, так как неправильное применение сварки негативно влияет на кожный покров, а также на слизистую оболочку носа. При попадании на кожу необходимо сразу же помыться под душем и в случае осложнений незамедлительно обратиться в скорую помощь. Читайте также: как убрать супер-клей с кожи рук и одежды.

Средство нужно убрать подальше от детей, а также от домашних животных. При глотании повышается риск серьезного отравления! Хорошо, если там, где вы работаете с материалом, есть вентиляция. Чтобы не дышать испарениями рекомендуется надеть маску.

Заключение и выводы

Сегодня в продаже есть не только качественные, но и материалы, которые не пропускают влагу. Производители применяют новые технологии для создания высококачественной продукции. Она отвечает всем требованиям и стандартам высокого качества. Такие материалы пользуются повышенным спросом у многих покупателей. Так что выбирайте все лучшее для своей работы! Удачи Вам в вашей нелегкой и порой сложной работе!

Холодная сварка Bliz Steel — в мини тюбике /инструкция/как пользоваться/ОТЗЫВЫ

Сегодня поговорим про холодную сварку Bliz Steel mini (мини тюбик) которая подходит для склеивания различного рода металлов, пластика, керамики, стекла и дерева.

Узнаем:

— Что из себя представляет;
— Инструкция по применению;
— Что им можно приклеить, соединить;
— Как сделать И ПОЛЬЗОВАТЬСЯ;
— Меры безопасности;
— Отзывы;

Холодная сварка Bliz Steel — это металлополимерная композиция. Как заявляет производитель, устраняет течи в металле даже под водой!! Склеивает на много прочнее чем эпоксидная смола.

Первичное схватывание наступает в первые 5 минут, полимеризация происходит за 15 минут, а полное высыхание клея, после которого вы сможете в нём нарезать резьбу, шлифовать, сверлить, красить, по истечении одного 1 часа. Цена мини тюбика в розничной торговле 50 RUBлей.

Так же, как заявляет сам производитель, холодная сварка в мини тюбике от производителя Bliz Steel® может выдерживать температуры до 230 ºС(высокотемпературная сварка для металла), а это под собой подразумевает, что данная холодная сварка может паять даже трубы с горячей водой!!!

Произведена — made in Europe;

Вес нетто — 30 грамм;

Из чего состоит клей холодная сварка.

Клей холодная сварка состоит из нескольких составляющих — эпоксидные и аминовые смолы, которые при смешивании и образуют клеевой состав. В них же входит:

присадки;
пластификаторы;
пигменты;
модификаторы;

* На вид это серый пластилин свёрнутый в неплотную трубочку, внутри которого находится тёмно желтая масса.

из чего состоит холодная сварка Bliz Steel

Применение клея холодная сварка / Инструкция по применению.

Прежде чем начать клеить данным клеем сваркой, нам нужно соединить два этих компонента вместе — серый верхний слой и желтый наполнитель внутри него. Что бы это сделать нам просто нужно размять необходимое количество клея в руке. Руку предварительно нужно намочить, дабы клей несильно приставал к кожному покрову.

Процедуру по размешиванию, соединению двух компонентов проводим в течении 1-ой-2-х минут. Для этого хорошо разминаем сварку пока она от интенсивного размешивания не станет мягкой и липкой. Процедура размешивание чем-то напоминает соединение пластилина разных цветов. Вот и всё — клей сварка готова к использованию!!

Способ применения:

Склеиваемые детали, в местах соединения, нужно обработать мелкой наждачной бумагой, тем самым очистив детали от грязи, различного рода налётов, краски, дополнительно образовав шероховатую поверхность за которую клею-сварке будет легче цепляться.

Основание после натирания наждачной бумагой обязательно нужно обезжирить используя тот же ацетон.

Далее берём нужное количество рабочей массы и наносим на склеиваемые, замоноличиваемые поверхности, и по возможности прижимаем на 10-15 минут.

Рабочей массе можно придавать нужную форму. Для этого берём любой предмет, как правило нож, смачиваем его в воде и снимаем всё лишнее, и неугодное.

После того как состав отвердеет, как правило это происходит за 1-н час, место склеивания и закрытия течи можно будет обработать той же мелкой наждачкой, сверлить и т.д.

Способ применения под водой или на замасленной поверхности:

Принцип подготовки состава для заделки прорывов воды в металлических трубах при условие проведения работ в самой воде, состав на месте порыва нужно приглаживать до тех пор, пока не появится ощущение полного прилипания раствора к трубе и устранения течи. После чего замазку нужно будет подержать ещё 5-10, контрольных минут, до частичного затвердевания. Вот это и все условия устранения течей!

Отзыв о холодной сварке Bliz Steel.

Как всегда я буду первым кто оставит свой отзыв, без всяких там украшений происходящего. При покупке продавец так нахваливал данный продукт, что не купить его показалось кощунством!

В наших целях сварка предназначалась как добавочная часть для лопнувшего крана в кухне. Тем более что она отлично бы восстановила и заменила ту нужную часть смесителя, благодаря которой он поворачивается.

заделывали на кране трещину

Когда открыли тюбик, первое что смутило в инструкции к применению, так это то, что не было указано срока годности! Именно до которого этот клей нужно использовать. Хотя сам производитель указал что годен 3 года с момента производства.

Второе что удивило, так это то, что второе составляющее клея, желтая масса (затвердитель как я потом догадался) которая находится внутри серой массы, находилась только по обеим сторонам!!! Внутри его, тупо, не было!!(напомнило крем который укладывают в трубочку — в начале есть, а в самой трубочке нет).

А на картинке кажется что затвердителя просто уйма?!

Так вот. Подготовив эту сварку по всем правилам, намочив руки, начали «мастырить» на место. Ну и конечно же не забыли скатать остатки сварки в кружок, что бы засечь время схватывания и полной полимеризации.

Ну и что вы думаете? Прошел час, данная сварка и не думала твердеть!!! Прошло вот уже три дня и всё те же результаты — этот клей сварка вообще не хочет даже высыхать!!! В общем купили вонючего пластилина за 50 RUBлей. Быть может это была подделка? Этого я не берусь утверждать и поэтому хочу у вас спросить:

— А как у вас сработала данная сварка клей? Выполнила ли она заявленные производителем функции??

Как пользоваться холодной сваркой для металла

Содержание

Виды холодной сварки для металла
Какая холодная сварка подойдёт для радиатора автомобиля
Процесс сварки радиатора автомобиля холодной сваркой
Вопросы и ответы:

Холодная сварка для металла – это высокопрочный клей, позволяющий быстро решить проблему, вызванную механическим повреждением металлических изделий на непродолжительное время.

Применима она и для мелкого ремонта металлических конструкций, внутри которых находится жидкость под небольшим давлением – сантехнических труб и различных радиаторов. Последнее свойство сделало холодную сварку крайне популярным средством, благодаря её способности склеивать металл «на мокрую», выдавливая жидкость в процессе затвердевания.

В состав холодной сварки входят 4 основных компонента:

эпоксидная смола;
отвердитель;
металлический порошок;
добавки в виде серы или иных веществ.

Виды холодной сварки для металла

По составу различают два вида клея:

однокомпонентный. Процесс отвердевания у него запускается уже в момент вскрытия упаковки, когда в неё попадает влага из воздуха. Поэтому такой клей используют сразу и весь;
двухкомпонентный. Он состоит из эпоксидной смолы, перемешанной с металлическим порошком и отвердителя. Для его застывания необходимо тщательно перемешать составляющие. Выпускается в жидкой и пластилинообразной консистенциях. Жидким клеем пользуются, когда нужно загерметизировать трубы или заделать трещины. Пластилинообразный подойдёт, когда нужно восстановить и соединить сломанные элементы конструкции. С помощью пластичной холодной сварки можно даже восстановить резьбу на болте, намазав его клеем и нарезав резьбу гайкой, пока клей не успел затвердеть.

По сфере применения клей можно разделить на несколько видов:

Универсальный. Его компоненты подобраны так, чтобы можно было склеить не только металл, но и массу других материалов. Однако результат такого ремонта оставляет желать лучшего.
Специальный. Предназначен для склеивания определённого материала. Кроме того, в нём есть вещества, придающие соединению важные свойства, например, влагостойкость или термостойкость.
Автомобильный. Его состав продуман таким образом, чтобы можно было отремонтировать металлические, резиновые, пластиковые и стеклянные детали автомобиля. По своей сути он универсальный, но благодаря «нацеленности» на сравнительно небольшой спектр материалов, гораздо прочнее обычного универсального.

Какая холодная сварка подойдёт для радиатора автомобиля

Холодная сварка должна храниться в арсенале любого автолюбителя, который затеял дальнюю поездку, ведь она может прийти на выручку в случае протечки радиатора. Здесь может пригодиться как пластилинообразный, так и жидкий вид холодной сварки. Автовладельцы чаще пользуются пластичным клеем, но если есть необходимость в более высокой прочности, лучше воспользоваться жидким.

Что касается более узкой специализации клея, то тут можно обратить внимание на специальный термостойкий клей для металла с алюминиевой пылью (для алюминиевых радиаторов) или автомобильный клей.

Процесс сварки радиатора автомобиля холодной сваркой

Чтобы на какое-то время вернуть работоспособность потёкшего радиатора, нужно предпринять следующие шаги:

Обработать место протечки шкуркой, желательно до появления блеска. При этом важно оставить на металле глубокие царапины, чтобы увеличить площадь соприкосновения с клеем.
Обезжирить металл ацетоном, а если его нет, воспользоваться бензином.
Выдавить из тюбика или отделить от бруска нужное количество холодной сварки, затем привести её в «рабочее» состояние, перемешав или размяв до получения однородной консистенции.
Нанести состав на место протечки и разровнять. Это нужно сделать как можно быстрее, так как в зависимости от типа клея, он может схватиться довольно быстро. Если пробоина большая, то её лучше заделать, используя кусочек жести в качестве заплатки, и приклеить его этим же клеем.
Починив повреждённый участок, нужно дать клею полностью затвердеть. Это займёт от 1 часа до суток в зависимости от толщины слоя, производителя клея и окружающей температуры. Если времени «в обрез», то уже через полчаса можно завести автомобиль и отправиться в ближайший сервис.

Результат применения холодной сварки для ремонта автомобильного радиатора может быть разным и зависит от множества факторов. Это и наличие охлаждающей жидкости под местом заделки повреждения, и размер повреждённого участка, и толщина слоя клея, и время, которое ему дали для высыхания. В лучшем случае можно проехать даже несколько сотен километров без проблем. Однако не стоит забывать о том, что холодная сварка – лишь временная мера, и нужно всегда быть начеку.

Вопросы и ответы:

Что можно склеить холодной сваркой? Как утверждают производители подобных средств, их продукция способна склеить почти любые поверхности: металлические, стеклянные, деревянные, керамические, резиновые и даже каменные.
Как долго держит холодная сварка? Это зависит от типа склеиваемой поверхности, соблюдения методики склеивания, условий эксплуатации готового изделия. Высыхает композитный материал приблизительно за 8 часов.

Главная » Без Категории » Как пользоваться холодной сваркой для металла

2022-05-26

By: Александр Фальченко

On: 26.05.2022

In: Без Категории

Как использовать холодную сварку

Холодная сварка – что это такое, как пользоваться

Итак, что же собой представляет холодная сварка металлов? Эта технология является своеобразным склеиванием элементов из металла посредством сварочной массы, которая попадает внутрь верхнего слоя двух элементов металла, прочно их соединяя между собой.

И хотя особенностью процесса является то, что все работы производят под давлением,

прочность и монолитность сварной конструкции определяет именно масса, используемая для сварки, а точнее глубокая деформация массы и металла.

Содержание:

1 Холодная сварка – что это такое, как пользоваться
- 1.1 Достоинства холодной сварки
- 1.2 Свойства и характеристики холодной сварки
2 Разновидности холодной сварки
3 Технология использования холодной сварки
4 Рекомендации по использованию холодного метода сварки

Холодная сварка – что это такое, как пользоваться

Глубокая деформация начинает воздействовать на верхний металлический слой, который покрыт оксидом. И вот когда дистанция между двух частей становится очень близкой, что молекулярные решетки соединяются друг с другом, происходит химическая реакция соединения.

Достоинства холодной сварки

Использование холодного метода сварки даёт возможность скреплять элементы из благородных, черных и цветных металлов, а ещё даёт возможность соединять разнородные типы металлов (напайки из меди на кабельные жилы из алюминия). В основном применяют именно этот метод, когда нужно соединить между собой металлы, которые не способны выдерживать высокие температуры.

Также к преимуществам можно отнести следующее:

Процесс на 100% экологичный, так как во время сварки не выделяется ни газ, ни дым.
Не требуются особые инструменты.
Наличие опыта сварочных работ совсем необязательно.
Не требуются затраты энергетических носителей.
Шов получается аккуратным и надёжным.
Склеиваемые изделия не деформируются, так как процесс не является теплоемким.
В некоторых случаях это единственная возможность произвести ремонт (к примеру, если идёт речь о ёмкостях взрывоопасного типа).

Да, плюсов такой сварки более, чем достаточно.

Свойства и характеристики холодной сварки

По сути, речь идёт о специализированном клеевом составе, в который входит:

Наполнитель, он же металлический компонент.
Эпоксидная смола, которая является основной. Она делает массу для сварки однородной и пластичной.
Дополнительные компоненты, которых может быть в составе очень много, но зачастую речь идёт о сере.

На строительном рынке предлагается 2 типа состава – двухкомнатный и однокомпонентный. На будущее качество соединения будет оказывать влияние непосредственно состав (то есть входящие в него компоненты), правильно ли была использована холодная сварка и насколько чистыми были свариваемые поверхности.

Если будут соблюдены все условия, то шов от сварки получится прочным. Правда, стоит отметить тот факт, что любые другие типы сварки дают более прочный шов. Именно по этой причине использовать холодную сварку можно для мелких ремонтных работ или укрепления конструкций, не являющихся несущими.

Клеевой состав может меняться, причем он будет напрямую зависеть от того, какую температуру может выдержать материал. Инструкция по использованию поможет определить этот показатель, и если все требования будут соблюдены, то шов от холодной сварки получится прочным и сможет выдерживать те температуры, что указаны в инструкции.

Главные разновидности клеевых составов для холодной сварки способны выдерживать температуру до +265 градусов. Но в целом есть и другие разновидности, которые выдерживают температурный уровень в +1320 градусов. Их применяют там, где нет возможности пользоваться другими видами сварки.

Клей по составу может быть:

Жидким – двухкомпонентный вариант, в составе которого есть отвердители.
Пластилинообразным – его до использования стоит предварительно размять.

Рассмотрим виды сварки.

Разновидности холодной сварки

Основные виды сварочного составов и швов:

Точечная – название раскрывает всю суть, так как шов делают точечно.
Тавровая – метод соединения используют для электросетей с высоким напряжением, чтобы сваривать между собой шпильки с выводами проводов.
Со сдвигом – применяют для скрепления труб, причем трубу с меньшим диаметром вставляют в другую, где диаметр больше.
Стыковая – используется, чтобы производить соединение тонких металлов встык.
Шовная.

Сварочный клей можно поделить на такие разновидности:

Для работы в специализированных условиях, к примеру, под водой.
Для сварки элементов, которые работают при высоких температурах, то есть это термоустойчивая холодная сварка.
Универсальная, посредством которой можно сварить металл с другими различными элементами наподобие древесины, пластика и пр.
Для ремонта автомобильного транспорта.
Для классической сварки металлов.

Далее мы поговорим о том, как пользоваться сваркой.

Технология использования холодной сварки

Воспользоваться методом холодной сварки для металлов может абсолютно любой человек, так как к клею прилагается инструкция. Это не сложно, а ещё для работ не нужные специализированные инструменты.

Вам потребуется лишь:
Наждачная бумага, если требуется произвести грубую зачистку.
Струбцины и зажимы (не всегда требуются).
Ацетон, чтобы выполнить зачистку всех соединяемых металлов.
Клеевой состав.

Технология работы:

Подготовка, в которую входит первичная зачистка поверхностей, которые будут соединены между собой. Их сначала следует обезжирить ацетоном, а после следует сделать поверхность шершавой, для чего воспользуйтесь крупнофракционной наждачной бумагой.
Если вы планируете использовать жидкий клеевой состав для соединения, то нужно смешать его с отвердителем. Если в работе будет использован «пластилин», то нужно заранее его размять в руках.
Клей в рабочем состоянии держится максимум 3 минуты, а потому его нужно быстро нанести на место сварки.
После соедините между собой 2 элемента из металла. Для получения давления можно пользоваться зажимами, хотя это необязательно.

Сколько сохнет холодная сварка? Многое зависит от компании-изготовителя и состава, но вообще диапазон довольно широкий, от 1 до 8 часов.

Обратите внимание, что так как холодная сварка засыхает очень быстро, перед ее использованием следует смочить руки, чтобы она не налипала.

Как видите, технология достаточно простая. Если в полной мере следовать инструкции, то сварочный шов получится прочным. Лучше не делать все спустя рукава, так как это нарушает технологию и приведет к ухудшению качества шва.

Если же поговорить о холодной сварке для чугуна, то обычно клеевой состав попросту не используют. При такой работе используют совсем другие сварочные технологии, где применяют электроды, но при этом металл не будет нагрет.

В реальности холодная сварка для такого металла, как чугун, достаточно сложная, а потому неопытный сварщик с ней не справится. Клеевой состав можно использовать в качестве временного решения проблемы или при мелком ремонте.

Как работает холодная сварка: сплавление металлов без нагрева

Холодная сварка выполняется с помощью промышленных прессов, в идеале в вакууме. Кредит: завод.

Сварка традиционно включает в себя нагрев по крайней мере одного куска металла до его температуры плавления, а затем приведение расплавленного материала в контакт с другим куском металла для сплавления двух частей вместе. Однако не все производственные процессы требуют сильного нагрева для сплавления двух металлов. На самом деле, сварку можно проводить при комнатной или близкой к ней температуре. Это называется холодной сваркой, и на самом деле это более увлекательно, чем кажется.

Содержание

1 Что такое холодная сварка?
2 Как работает холодная сварка
3 Для чего нужна холодная сварка?
4 Насколько прочна холодная сварка?
5 Плюсы и минусы холодной сварки
6 Какие металлы подходят для холодной сварки?

Что такое холодная сварка?

Холодная сварка, также известная как контактная сварка, включает соединение двух или металлических частей, изготовленных из одного и того же материала, которые находятся в непосредственном контакте под давлением вакуума.

Сварочная дуга, горелка или какой-либо нагрев не задействованы. Все это делается под давлением и с некоторой помощью химии. Однако требуется некоторая тщательная подготовка.

Как работает холодная сварка

Поперечное сечение холодной сварки – до и после сварки. Кредит: Викисклад.

Под воздействием атмосферного кислорода такие металлы, как алюминий, образуют оксидный слой на поверхности металла. Этот слой ржавчины, наряду с другими примесями, такими как масло и жир, действует как барьер, который препятствует сплавлению двух металлов.

Вот почему два или более куска металла, которые должны быть соединены холодным сплавом, должны быть тщательно очищены и очищены щеткой от ржавчины — она есть, даже если вы не видите ее невооруженным глазом — и других загрязнений. . Помимо очистки, еще одним требованием является пластичность металлов (способность металла выдерживать постоянную деформацию без разрушения). Цветные металлы, такие как медь, свинец, золото и алюминий, являются одними из наиболее часто используемых пластичных металлов для холодной сварки.

После подготовки две металлические детали контактируют под высоким давлением в вакууме и при температуре окружающей среды. Вакуум необходим для предотвращения образования нового оксидного слоя, однако контактную сварку можно проводить и в атмосфере (т.е. непосредственно на строительной площадке), хотя прочность соединения не так велика, как в вакуум.

В этой среде две детали, сделанные из одного и того же металлического материала, соединяются методом холодной сварки, потому что атомы в обоих материалах «прыгают» друг с другом, создавая химическую связь. Технически этот процесс известен как диффузия в твердом состоянии, что означает, что атомы двух металлов соединяются и диффундируют вместе. В конечном счете соединение между двумя металлами образует новую связь, как если бы они всегда были единым, однородным куском.

Два металла обычно контактируют с помощью сварочных аппаратов под давлением, хотя в некоторых случаях можно сформировать соединение, просто нажав вручную.

«Причина такого неожиданного поведения заключается в том, что когда соприкасающиеся атомы относятся к одному типу, атомы не могут «знать», что они находятся в разных кусках меди. Когда есть другие атомы, в оксидах и жирах, а также в более сложных тонких поверхностных слоях загрязняющих веществ между ними, атомы «знают», когда они не находятся на одной и той же части», — объяснил известный физик Ричард Фейнман.

Для чего нужна холодная сварка?

Дуговая сварка довольно проста и включает два простых электрода, которые создают между собой электрическую дугу, плавящую и соединяющую металлы. Оператор может использовать аппарат для дуговой сварки практически в любом месте, кроме как под водой. Холодная сварка требует совсем немного дополнительных действий и специального вакуумного аппарата. Все это требует обученных технических специалистов и может быть дорогостоящим. Хотя в некоторых случаях это стоит затраченных усилий.

Холодная сварка отлично подходит, когда вам нужно соединить разнородные металлы, т. е. металлы и сплавы с совершенно разными свойствами. Когда разнородные металлы плавятся в точках, чтобы сплавить их, они на самом деле плохо соединяются и, таким образом, могут привести к слабым сварным швам и трещинам. Вы определенно не хотите, чтобы это происходило внутри чувствительных частей, например, внутри самолета или автомобиля.

Это не проблема для холодной сварки, потому что этот процесс сплавляет металлы исключительно за счет атомных связей, образованных свободными электронами. При правильном выполнении холодный сварной шов по прочности не уступает самому слабому материалу в соединении. Холодная сварка часто используется в аэрокосмической и автомобильной промышленности, для сложных производств и в лабораториях научно-исследовательских институтов.

Холодная сварка также предпочтительна при прокладке подземных проводов в опасных горячих точках, таких как туннели, заполненные легковоспламеняющимся газом, который может загореться в результате сварки, вызывающей головную боль. По той же причине контейнеры со взрывчатыми веществами герметизируют методом холодной сварки.

Инженер может решить выбрать контактную сварку, потому что слишком много тепла, введенного в материал, может привести к деформации или ослаблению материала.

Как правило, холодная сварка используется, когда термическая сварка либо неэффективна из-за свойств материалов, которые должны быть сплавлены, либо когда тепло вызывает слишком большие повреждения или представляет опасность.

Насколько прочна холодная сварка?

Если холодная сварка выполняется по инструкции, то есть материалы тщательно очищены от примесей, а сварные швы ровные и ровные, можно ожидать, что сварной шов будет таким же прочным, как и основной материал. Некоторые другие методы сварки могут привести к прочности соединения, которая может превышать прочность исходного материала, но это не относится к холодной сварке.

Однако для применения по назначению контактная сварка достаточно прочна. Фактически, иногда прочность холодной сварки может быть настоящей неприятностью, например, во время космических применений, поскольку НАСА пришлось усвоить это на собственном горьком опыте в 1960-х и 1970-х годах. YouTuber Veritasium разместил отличный видеоблог, объясняющий холодную сварку и случайные проблемы, которые она вызывает в космической отрасли. Известный пример — космический корабль «Галилео» 1989 года, который, достигнув Юпитера, не смог использовать три из 18 специальных антенн — они должны были развернуться, но были спонтанно сварены вместе.

Возможно, сейчас самое время упомянуть сварку JB. JB Weld — это торговая марка эпоксидной связующей системы, в основе которой лежит смесь двух компонентов: активатора и основы. Смешайте их вместе и нанесите полученную пасту на области, которые необходимо склеить. После отверждения соединение JB Weld может быть таким же прочным, как сталь, поэтому его можно использовать на чем угодно, от старых барных стульев до сцепных устройств для прицепов. Но хотя JB сварку часто называют «исходной холодной сваркой», технически это не холодная сварка, поскольку между свариваемыми деталями отсутствует молекулярный контакт. Так что не путайте сварку JB с холодной сваркой — это совсем не одно и то же.

Плюсы и минусы холодной сварки

Преимущество холодной сварки в том, что для создания связи между материалами не нужно использовать тепло. Это снижает риск деформации или ослабления исходного материала. Холодную сварку можно выполнять практически без подготовки, в отличие от дуговой сварки, которая требует определенных навыков и сноровки.

Однако машины для прессовой сварки могут быть дорогими, как и весь процесс холодной сварки в этом отношении. Тщательная очистка и чистка материалов может занять много времени, в то время как дуговая сварка может быть выполнена в один миг. Кроме того, холодная сварка нецелесообразна в промышленных условиях из-за всей пыли и мусора, витающих в атмосфере.

Холодная сварка обычно подходит только для пластичных материалов, тогда как дуговая сварка может выполняться практически для любого типа металла, если его температура кипения не слишком низкая, как, например, в случае с галлием.

Неправильные формы очень трудно соединить холодной сваркой, лучшие результаты которой дает использование плоских поверхностей. С другой стороны, дуговая сварка может использоваться для плавления металлов всех форм и размеров.

Какие металлы подходят для холодной сварки?

Как упоминалось ранее, холодная сварка лучше всего работает с пластичными материалами, которые имеют аналогичную металлическую структуру и свойства цветных металлов. Некоторые из металлов, наиболее часто используемых для холодной сварки, включают:

Алюминий (включая марки 2ххх и 7ххх, которые обычно считаются непригодными для сварки нагреванием)
Медь
Цинк
70/30 Латунь
Никель
Золото
Нержавеющая сталь

Хотя холодная сварка звучит как оксюморон, на самом деле это очень практичный метод соединения металлов. Однако ее ограничения, в том числе необходимость удаления оксидных слоев и наличие вакуума для достижения наилучших характеристик, делают холодную сварку практичной для относительно узкого круга применений в аэрокосмической и автомобильной промышленности.

Теги: холодная сваркасварка

Холодная сварка наночастиц золота на слюдяной подложке: саморегулировка и усиленная диффузия

Скачать PDF

Открытый доступ
Опубликовано: 06 сентября 2016 г.

Song-Hyun Cha ¹ ,
Youmie Park ² ,
Jeong Woo Han ³ ,
Kyeounghak Kim ³ ,
Hyun-Seok Kim ¹ ,
Hong-Lae Чан ¹ и
…
Сонхо Чо ¹

Научные отчеты том 6 , Номер статьи: 32951 (2016) Процитировать эту статью

3174 доступа
18 цитирований
1 Альтметрика
Сведения о показателях

Субъекты

Наночастицы

Abstract

На изображениях HR-TEM, FE-SEM и AFM наблюдается холодная сварка наночастиц золота (AuNP) на подложке из слюды. Холодно сваренные наночастицы золота диаметром 25 нм обнаруживаются на подложке из слюды при измерении АСМ, тогда как размер холодной сварки ограничен 10 нм для нанопроволок и 2 ~ 3 нм для нанопленок. В отличие от нанопроволок, требующих давления, AuNP могут свободно вращаться благодаря силам притяжения со стороны слюдяной подложки, и, таким образом, холодная сварка происходит за счет регулировки решетчатых структур. Наночастицы золота на слюдяной подложке смоделированы численно, а физические характеристики получены с помощью молекулярно-динамического моделирования LAMMPS. Потенциальная и кинетическая энергии НЧ Au на слюдяной подложке обеспечивают достаточную энергию для преодоления диффузионного барьера атомов золота. После холодной сварки сохраняется регулярность решетчатой структуры, так как допускается вращение AuNP благодаря наличию слюдяной подложки. Оказывается, рост AuNP можно контролировать произвольно, а область сварки почти идеальна и обеспечивает ту же ориентацию кристаллов и прочность, что и остальные наноструктуры.

Введение

В последнее время, в течение нескольких лет, наночастицы золота (AuNP) привлекали значительное внимание в различных областях благодаря их универсальному применению, включая доставку лекарств, медицинскую диагностику, биосенсоры, терапию рака и т. д. ¹ . Хорошо известно, что геометрические свойства металлических наночастиц, такие как размер и морфология, оказывают существенное влияние на структуру и стабильность адсорбированных биологических объектов, а также на структурные характеристики в наномасштабе. Чтобы эффективно использовать наночастицы для их конкретных целей, важно понять характеристики и, в конечном итоге, контролировать размер и морфологию наночастиц. В этой статье мы наблюдали, что агрегация AuNP происходит на этапе подготовки образцов для измерения с помощью АСМ (атомно-силовой микроскопии), и оказывается, что агрегация происходит из-за явления холодной сварки.

Холодная сварка – это процесс сварки в твердом состоянии при температуре окружающей среды, который не требует плавления и интенсивной энергии на границах раздела. Его процессы завершаются при комнатной температуре и выполняются быстрее, чем большинство других процессов сварки, без заметного плавления на поверхностях сварки. В результате в процессе сварки монокристаллические структуры зоны сварки хорошо сохранялись, практически не оставляя ни дефектов, ни неправильных структур. В холодносваренных наночастицах зона сварки имела такую же решетчатую структуру и соединялась с исходными частицами без каких-либо наблюдаемых границ зерен ² . Таким образом, идея холодной сварки стала привлекательной как эффективный инструмент сборки наноструктур без потери первоначальных характеристик. Его можно широко использовать в качестве инструмента для изготовления элементарных наноструктур, таких как углеродные нанотрубки и углеродные нанотрубки, заполненные металлом/полупроводником, металлические/полупроводниковые/керамические нанопроволоки и наночастицы и т. д. ^2,3 .

Холодная сварка может происходить химическим или физическим путем. Химическим путем холодную сварку наночастиц Au на границе масло/вода наблюдали при комнатной температуре путем введения этанола и толуола в раствор наночастиц Au (размер 18 нм) ⁴ . Этанол изменяет латеральное капиллярное притяжение межфазных наночастиц на границе раздела масло/вода, что приводит к слипанию AuNP. Холодная сварка также наблюдалась химическими методами с использованием реактива Фентона к восстановленным цитратом AuNP (размер 17 нм) ⁵ . Реагент Фентона окисляет цитрат-ионы, что приводит к удалению цитрата с поверхности, что приводит к холодной сварке AuNP. Основной силой холодной сварки является изменение латерального капиллярного притяжения у первых и окисление ионов цитрата химическими веществами у вторых. С физической точки зрения слияние наночастиц серебра (AgNP) и AuNP обусловлено избирательной смачиваемостью AgNP, независимо от их размера и формы (сферы или стержни) ⁶ . НЧ Ag ведут себя как мягкое вещество, тогда как НЧ Au ведут себя как твердая поверхность, смачиваясь и сохраняя свою первоначальную морфологию. Сообщается также, что холодная сварка нанокристаллов золота, склеенных в растворе, может происходить на пути бездефектного склеивания, если их решетки ориентированы в пределах критического угла ⁷ . Несмотря на обширную работу по взаимодействию между наночастицами, влияние взаимодействия с подложкой на холодную сварку редко встречается в литературе. Что касается физики холодной сварки наноразмерных материалов, то в литературе на данный момент известно следующее экспериментально;

1
Пленка : При поддержке на податливых эластомерах тонкие золотые пленки могут свариваться вместе при очень низких нагрузках в лабораторных условиях окружающей среды ⁸ .
2
Нанопроволока : Монокристаллические нанопроволоки из золота диаметром от 3 до 10 нм могут быть сварены методом холодной сварки в условиях механического контакта и низких приложенных давлений ⁹ .
3
Наночастицы : Несмотря на многочисленные сообщения о результатах химических методов, отсутствуют научные отчеты о холодной сварке наночастиц физическими воздействиями. Смещенные наночастицы вращаются при слиянии, чтобы свести к минимуму общую энергию поверхности и энергии дефектов. На слюдяной подложке обнаружены холодносваренные НЧ Au диаметром 25 нм.

В крупных объемных металлах инициирование холодной сварки требует следующих условий; высокая приложенная нагрузка и атомарно чистая, плоская и пластичная поверхность в условиях сверхвысокого вакуума ⁸ . Однако для металлических наночастиц холодная сварка может легко происходить на подложке, поскольку существует так называемая «саморегулировка », которая соответствует ориентации кристаллов и требует небольших внешних сил. Как правило, высокое качество холодной сварки объясняется следующим: ² :

1
Ориентированная насадка: Механические манипуляции с нанопроволоками помогают подобрать ориентацию образцов. Соответствие ориентации является ключом к успешной холодной сварке и естественным образом активируется в AuNP на слюдяной подложке.
2
Атомная диффузия: Использование чистой поверхности в условиях высокого вакуума оказывается важным фактором. Кроме того, для протекания процесса требуется небольшое давление, что приводит к довольно совершенной кристаллической структуре конечных металлических наночастиц. Высокое отношение поверхности к объему AuNP усиливает атомную диффузию. Сразу после начала контакта частиц мы наблюдали сильную тенденцию к спаиванию; поэтому поверхностные атомы быстро диффундируют. Известно, что диффузионный барьер для одиночного атома металла на металлической поверхности составляет менее 1 эВ9.0124 2,10 . Таким образом, термической активации достаточно для преодоления таких низких барьеров даже при комнатной температуре, но размер возможной холодной сварки ограничен. На AuNP действует сила со стороны слюдяной подложки, которая вызывает движение твердого тела AuNP, а также силы взаимодействия.
3
Релаксация и реконструкция поверхности: Тензор напряжения показывает низкое среднее значение во время сварки с колебаниями, указывающими на стадии растяжения и релаксации. Быстрые преобразования Фурье (БПФ) изображений, полученных как от сваренных, так и от оставшихся сегментов наночастиц, подтвердили, что вторая зона сварки и оставшаяся часть наночастиц Au были монокристаллическими в одной и той же ориентации ² .

В этой статье мы обсуждаем холодную сварку AuNP на подложке из слюды с использованием HR-TEM (высокое разрешение — трансмиссионная электронная микроскопия), FE-SEM (автомобильная эмиссия — электронная микроскопия рассеяния) и изображений АСМ. Холодная сварка AuNP моделируется с использованием расчетов молекулярной динамики (МД) численных моделей LAMMPS с подложкой из слюды и без нее. Влияние слюдяной подложки на холодную сварку объясняется с точки зрения самонастройка ‘и’ усиленная диффузия . Эти характеристики подтверждаются историей нормального вектора AuNP в течение периода самонастройки и энергетическими соображениями, непрерывностью структур решетки и дефектами упаковки, чтобы показать усиленную диффузию. .

Результаты и обсуждение

В этой статье AuNP экспериментально получены с использованием зеленого синтеза ^{11,12,13,14,15,16} . При измерении размера AuNP на изображениях HR-TEM и AFM мы наблюдаем значительную разницу; AuNP на изображении АСМ намного больше, чем на изображении HR-TEM. Слюдяная подложка для АСМ-сканирования изготавливается из силиката и других материалов. Хорошо известно, что между атомами золота и силикатом 9 существует сильная сила притяжения.0124 8 , что наводит на мысль, что что-то произошло в образце на слюдяной подложке для сканирования АСМ.

Сравнение изображений HR-TEM и AFM (SEM)

На рис. 1 показано изображение HR-TEM для AuNP, синтезированных экспериментально с использованием природного вещества в качестве восстановителя (синтез Грина). Детали зеленого синтеза можно найти в разделе методов в конце этой статьи. Мы заметили, что размер AuNP, измеренный изображениями HR-TEM, варьируется от 10 до 20 нм, как показано на гистограмме в справочных работах ^{11,12,13,14,15,16} . Однако на изображениях HR-TEM не было AuNP размером более 30 нм.

Рисунок 1

HR-TEM изображения AuNP, синтезированных экспериментально.

Все НЧ Au на изображениях были синтезированы с HAuCl ₄ ·3H ₂ O в качестве иона-предшественника. Используемые восстанавливающие агенты: ( A ) экстракт Polygala tenuifolia , ( B ) ванкомицин, ( C ) ресвератрол, ( D ) галлотаннин, ( E и (9) ампициллин.0213 F ) хлорогеновая кислота. Отметим, что AuNP с диаметром более 30 нм отсутствовали. Подробные экспериментальные процедуры синтеза AuNP были описаны в каждой ссылке. В экспериментальных условиях были получены AuNP сферической формы, как показано на изображениях. После получения изображений HR-TEM дискретные AuNP из изображений были случайным образом выбраны для измерения среднего диаметра (нм). Количество AuNP, выбранных для измерения диаметра, следующее. ( А ) 277, ( Б ) 208, ( C ) 118, ( D ) 189 , ( E ) 51 и ( F ) 111. Масштабные линейки соответствуют 20 нм, за исключением изображения ( B ), масштабная линейка которого равна 10 нм.

Полноразмерное изображение

На рис. 2(B) показано изображение АСМ высоты AuNP хлорогеновой кислоты на слюдяной подложке, которое показывает диаметр 65 нм и высоту 15 нм. Для образца АСМ их размеры становятся больше 50 нм, как показано на изображении FE-SEM на рис. 2 (A). По сравнению с AuNP на рис. 2(A) в том же масштабе размер AuNP на изображении FE-SEM после сканирования АСМ намного больше, чем (22,25 ± 4,78 нм) на вставке изображения HR-TEM до сканирования. АСМ сканирование.

Рисунок 2

Изображения AuNP, полученные с различных устройств.

( A ) Изображение FE-SEM хлорогеновой кислоты-AuNP после сканирования АСМ. Средний размер, измеренный в FE-SEM, составил 59,35 ± 4,67 нм. На вставке показано соответствующее изображение HR-TEM хлорогеновой кислоты-AuNP до сканирования АСМ со средним диаметром 22,25 ± 4,78 нм. ( B ) Трехмерное изображение АСМ высоты хлорогеновой кислоты-AuNP. Масштабные полосы представляют 1 мкм × 1 мкм (слева) и 500 нм × 500 нм (справа). ( C ) Изображение HR-TEM ресвератрол-AuNP, отделенных от слюдяного субстрата. Масштабная линейка представляет 20 нм. После АСМ-сканирования ресвератрол-AuNP на слюдяной подложке, AuNP отсоединяли от подложки и получали изображение HR-TEM. Подробная экспериментальная процедура отделения ресвератрол-AuNPs от слюдяного субстрата описана в экспериментальной части. Средний диаметр ресвератрол-AuNP в HR-TEM составил 14,60 ± 2,97 нм, как показано на рис. 1 (C). Оторванные AuNP от слюдяной подложки были в диапазоне 40 ~ 50 нм и намного больше, чем на изображении HR-TEM. Размер одной наночастицы на изображении был измерен как 490,22 нм.

Полноразмерное изображение

В качестве другого примера диаметр ресвератрол-AuNP до сканирования АСМ составляет (14,60 ± 2,97 нм), измеренный с помощью изображения HR-TEM, как показано в таблице 1. Изображение АСМ дает диаметр (65,94 ± 2,26 нм) и высотой (8,69 ± 2,08 нм), что аналогично диаметру измерения HR-TEM. После сканирования АСМ ресвератрол-AuNP отделяются от слюдяного субстрата. Для оторванных частиц, с помощью HR-TEM, их диаметры измерены как (40 ~ 50 нм) на рис. 2 (c), что указывает на то, что в образце АСМ на слюдяной подложке после зеленого синтеза произошла дополнительная холодная сварка. Благодаря силам притяжения со стороны слюдяной подложки сферические AuNP растут только в плоском направлении, параллельном слюдяной подложке. Для исследования явления холодной сварки на подложке из слюды было выполнено несколько МД моделирования, поскольку вышеупомянутые экспериментальные измерения дают только изображения после завершения холодной сварки.

Таблица 1. Сравнение размеров AuNP с различных устройств (единица измерения: нм).

Полноразмерная таблица

Серый столбец показывает измерение на сетках HR-TEM сразу после зеленого синтеза. После загрузки на слюдяную подложку последовательно выполняются измерения АСМ и FE-SEM, чтобы получить измерения в белых столбцах. Наконец, отсоединив AuNP от слюдяной подложки, снова проводят HR-TEM, чтобы получить повторное измерение последней колонки.

МД-моделирование AuNP

МД-моделирование выполняется с помощью LAMMPS ¹⁷ с временными шагами 0,5 fs с использованием алгоритма скорости Верле. 1 fs обычно используется для общего моделирования МД. В ссылках ^18,19,20 для МД моделирования слюды предлагается 0,5 fs. Мы протестировали оба варианта и обнаружили, что 0,5 fs более стабильны. Введен термостат Ноуза-Гувера для поддержания температуры на уровне 300 K в каноническом ансамбле. Постоянная температурного демпфирования для термостата Nose-Hoover определена как 0,01 на основе ссылки 9.0124 21 . Если константа слишком велика, каноническое распределение будет достигнуто после очень длительного времени моделирования. С другой стороны, слишком малые значения могут привести к высокочастотным колебаниям температуры. Температура поддерживается на уровне 300 K во время МД-моделирования, поскольку в реальных экспериментах образец раствора AuNP высушивается на слюде при комнатной температуре. Межатомный потенциал, использованный в моделировании, описывается методом встроенного атома (EAM) ²², где потенциал описывается парным потенциалом и функцией электронной плотности. Методы МД и численная модель слюдяной подложки построены на основе литературы ^23,24,25 .

Молекулы воды препятствуют взаимодействию между AuNP и слюдяным субстратом и помогают плавать AuNP, что приводит к легкому движению твердого тела AuNP на рис. 3 (a). Кроме того, неравномерные силы притяжения с поверхности AuNP могут привести к вращению твердого тела AuNP, как показано на рис. 3 (b).

Рисунок 3

MD Моделирование AuNP на слюдяной подложке (Приложение №1).

( A ) Движение твердого тела AuNP под влиянием молекул воды, ( B ) Вращение твердого тела AuNP неравномерными силами притяжения с поверхности AuNP. Молекулы воды препятствуют взаимодействию между AuNP и слюдяным субстратом и помогают плавать AuNP. Неравномерные силы притяжения с поверхности AuNP могут привести к вращению твердого тела AuNP. Это заставляет AuNP на подложке из слюды вращаться более энергично по сравнению со случаем AuNP без подложки из слюды.

Увеличенное изображение

Наночастицы могут свободно вращаться по сравнению с нанопроволоками и нанопленками, и поэтому холодная сварка способствует корректировке решетчатых структур наночастиц. Известно, что максимальный размер холодной сварки для нанопроволок 9 ограничен 10 нм.0124 2 и 2~3 нм для нанопленок ⁸, как сообщается в литературе. Однако в этой статье 25-нм холодносваренные AuNP обнаружены на подложке из слюды из-за характеристик самонастройки. Для проверки характеристик наночастиц на подложке из слюды «саморегулировка » и « усиленная диффузия » для МД-моделирования построены два типа численных моделей.

Количество атомов в 2,040 нм и 3,672 нм AuNP составляет 762 и 1400 соответственно. Кроме того, количество атомов для слюдяной подложки составляет 10 752, и требуются миллионы временных шагов. Если диаметр AuNP увеличивается до 10~20 нм, размер слюдяной подложки должен быть соответственно увеличен, и, таким образом, время вычислений непозволительно возрастает. Тем не менее, несколько количественных симуляций выполняются с меньшими моделями M и N, которые могут быть обработаны текущей вычислительной мощностью.

Самонастройка

Потенциальная энергия атомов золота может быть разделена на потенциальный вклад EAM (Embedded Atom Method) для золота и потенциал LJ (Lennard-Jones) для слюдяной подложки, U = U ^EAM + U ^LJ . Наблюдается, что потенциальная энергия атомов золота вблизи слюды больше, чем вдали от слюды, поскольку потенциал Л-Дж зависит от межатомного расстояния. Потенциал EAM для наночастиц золота и потенциал LJ для системы подложки из слюды доступны в литературе и коде LAMMPS. Однако параметры L-J между атомами разного рода для взаимодействий золота и слюды обычно недоступны. Основываясь на правиле смешивания Лоренца-Бертло, мы должны были использовать среднее геометрическое для глубины энергии и среднее арифметическое для диаметра столкновения. Таким образом, качественное сравнение численных результатов с экспериментальными приобретает большее значение, чем количественное сравнение. Рассмотрены две конфигурации AuNP, как показано на рис. 4, изначально параллельная модель (A) и первоначально повернутая модель (B).

Рисунок 4

Векторы нормалей к поверхности.

( A ) Исходно параллельная модель, ( B ) Исходно повернутая на 30 градусов модель, ( C ) Внешний вектор нормали к поверхности решетки.

Изображение полного размера

Исходно параллельная модель

Модели M и N имеют диаметр 2,040 нм и выровнены в соответствии со структурой решетки. Два внешних вектора нормали определены на рис. 4(C). Векторы нормалей строятся с использованием усредненных данных о положении атомов в одной плоскости. Чтобы получить единичный вектор нормали n для поверхности решетки, необходимо определить уравнение для плоскости, выделенной красным цветом на рис. 4(A,B). Используя метод регрессии наименьших квадратов, получаем уравнение, из которого определяется соответствующий вектор нормали. Внутреннее произведение векторов нормалей в AuNP можно использовать для измерения степени самонастройки. Значение 1 представляет идеально параллельное выравнивание поверхностей решетки. Подробности об определении вектора нормали обсуждаются в разделе методов.

При сравнении потенциальной энергии моделей М-модель имеет историю меньших значений, чем N-модель, как показано на рис. 5(A). Можно сделать вывод, что разница потенциальной энергии связана с холодной сваркой. Обратите внимание, что М-модель имеет меньшую потенциальную энергию независимо от диаметра НЧ Au и находится в более стабильном состоянии на слюдяной подложке.

Рисунок 5

Сравнение механической энергии на атом (изначально параллельно).

( A ) История потенциальной энергии модели диаметром 2,04 нм; ( B ) История потенциальной энергии модели диаметром 3,67 нм; ( C ) История кинетической энергии модели диаметром 2,04 нм; ( D ) История кинетической энергии модели диаметром 3,67 нм.

Изображение в полный размер

При сравнении кинетической энергии одного атома золота M-модель имеет более высокие значения, чем N-модель, как показано на рис. 5(C). По мере увеличения диаметра AuNP мы можем наблюдать тенденцию к уменьшению кинетической энергии, а также ее различие на рис. 5 (D). Требуемая энергия на атом для холодной сварки известна как 1 эВ. На рис. 5(C) после контакта двух наночастиц в M-модели наблюдается много точек больше 1 эВ, но мало точек в N-модели. Однако по мере увеличения диаметра наночастиц после контакта двух наночастиц, как показано на рис. 5(D), точки больше 1 эВ редко встречаются в М-модели и в N-модели. Таким образом, холодная сварка могла происходить только на контактных поверхностях наночастиц. При АСМ-сканировании в реальном эксперименте происходит холодная сварка наночастиц диаметром 25 нм. В этом моделировании мы провели качественное сравнение численных результатов с экспериментальными за счет использования усредненных параметров L-J между атомами разного сорта для взаимодействий золото-слюда. Обратите внимание, что разница кинетической энергии в моделях M и N уменьшается по мере увеличения диаметра AuNP, что подразумевает уменьшение доступной кинетической энергии для преодоления энергетического барьера при холодной сварке. Следовательно, также можно сделать вывод, что холодная сварка практически не происходит, если диаметр AuNP больше определенного.

Первоначально повернутая модель на 30°

Для дальнейшего исследования характеристик самонастройки при холодной сварке AuNP на слюдяной подложке мы рассмотрим случай первоначально повернутого AuNP на 30°, как показано на рис. 4(B). Обведенные прямоугольником области представляют плоскости в одном и том же направлении нормали, а их вращение в плоскости указывает на вращение нормальных поверхностей AuNP. По мере того, как холодная сварка проходит, как показано на рис. 6 (A), AuNP на подложке из слюды вращаются, чтобы выровнять решетчатую структуру контактных поверхностей после 500 пс (отметьте выравнивание двух красных прямоугольников). Это связано с тенденцией к сохранению регулярной решетчатой структуры вокруг области сварки, если допускается вращение AuNP. Однако, если подложка из слюды отсутствует, как показано на рис. 6(B), AuNP не вращаются, и регулярная решетчатая структура исчезает по мере прохождения холодной сварки.

Рисунок 6

Сравнение самонастройки (Приложение №2).

( A ) AuNP на слюдяной подложке, ( B ) AuNP без слюдяной подложки. Наночастицы Au на подложке из слюды вращаются для выравнивания решетчатых структур после завершения холодной сварки. С другой стороны, если подложка из слюды отсутствует, то НЧ Au не вращаются, и регулярная решетчатая структура исчезает в процессе холодной сварки.

Изображение в натуральную величину

В каждой из М- и N-моделей мы строим две модели с диаметрами 2,040 и 3,672 нм. Внутреннее произведение двух векторов нормалей в каждой из четырех моделей равно 0,866, поскольку векторы нормалей изначально повернуты на 30 градусов. На рисунке 7 показана история внутреннего продукта двух моделей M, которая показана черным цветом для модели 2,040 нм и синим цветом для модели 3,672 нм. Рисунок 7 включает историю внутреннего продукта двух моделей N, которая показана красным цветом для модели 2,040 нм и зеленым цветом для модели 3,672 нм.

Рисунок 7

История внутреннего произведения векторов нормалей.

История внутреннего продукта двух моделей M показана черным цветом для модели 2,040 нм и синим цветом для модели 3,672 нм. Кроме того, история внутреннего продукта двух моделей N показана красным цветом для модели 2,040 нм и зеленым цветом для модели 3,672 нм. В случае модели M с длиной волны 2,040 нм (черный) после контакта AuNP происходит несколько больших поворотов, таких как A, для выравнивания ориентации структур решетки, пока AuNP не достигнут области B. В случае M-модели с длиной волны 3,672 нм (синий) AuNP постепенно поворачиваются, чтобы выровнять ориентацию структур решетки, пока AuNP не достигают C-области.

Изображение полного размера

Внутренние произведения двух М-моделей (черная и синяя) быстро восстанавливаются до 1,0, тогда как значения двух N-моделей (красная и зеленая) сохраняют исходные значения внутреннего произведения. В случае модели M с длиной волны 2,040 нм (черный) после контакта AuNP происходит несколько больших поворотов, таких как A, для выравнивания ориентации структур решетки, пока AuNP не достигнут области B. После этого холодная сварка может продолжаться, поскольку амплитуда внутреннего произведения предполагает относительное вращение двух наночастиц. В случае M-модели с длиной волны 3,672 нм (синий) AuNP постепенно поворачиваются, чтобы выровнять ориентацию структур решетки, пока AuNP не достигают C-области. После этого относительное вращение двух наночастиц кажется незначительным, что означает, что дальнейшая холодная сварка невозможна. С другой стороны, холодная сварка могла продолжаться без существенного изменения начального угла.

При сравнении потенциальной энергии моделей М-модель имеет историю меньших значений, чем N-модель, как показано на рис. 8(A).

Сравнивая кинетическую энергию одного атома золота, М-модель имеет более высокие значения, чем N-модель, как показано на рис. 8(C). После контакта двух AuNP в M-модели наблюдается много точек с энергией более 1 эВ, но мало точек в N-модели. По мере увеличения диаметра AuNP мы можем наблюдать тенденцию к уменьшению кинетической энергии, а также ее различие на рис. 8 (D). Точки размером более 1 эВ редко встречаются в М-модели и не встречаются в N-модели после контакта двух AuNP.

Рисунок 8

Сравнение механической энергии на атом (первоначально повернутый на 30 градусов).

( A ) История потенциальной энергии модели 2,040 нм, ( B ) История потенциальной энергии модели 3,672 нм, ( C ) История кинетической энергии модели 2,040 нм, ( D ) История кинетической энергии Модель 3,672 нм.

Изображение полного размера

Усиленная диффузия

Для анализа результатов механизма холодной сварки используются следующие методы ¹⁰,

Метод Экленда-Джонса ²⁶ по сути является эвристическим алгоритмом, который сравнивает угловое распределение идеальной кристаллической решетки, а также решеток с небольшими искажениями, полученными в ходе моделирования, приписывая либо ГЦК (грань- центрированная кубическая), bcc (объемно-центрированная кубическая), hcp (гексагональная плотноупакованная) или ico (икосаэдрическая) структуры. Параметр центросимметрии ²⁷ является широко используемым методом для выявления дефектов в кристаллах, таких как дефекты упаковки в ГЦК-структурах. Анализ центросимметрии еще раз показывает, что холодная сварка происходила с низким напряжением, и в конце процесса была достигнута кристаллическая структура с очень небольшим количеством дефектов, восстанавливающая большую часть первоначальных характеристик исходных AuNP.

Мы показали, что сваренные AuNP сохраняют свою кристаллическую ГЦК-структуру даже в области сварки, что согласуется с известными экспериментальными данными ² о том, что несколько дефектов, введенных в процессе, реконструируются для восстановления ГЦК-структуры. Чтобы измерить регулярность решетчатых структур, рассмотрим изменение параметра Экланда-Джонса во время холодной сварки. В М-модели на рис. 9(А) различным решетчатым структурам присвоены следующие цвета; синий для неизвестного, небесно-голубой для bcc, зеленый для fcc, желтый для hcp и красный для ico. Рисунок 9(A) показывает, что структуры bcc и hcp расширяются от поверхности сварки по мере продвижения холодной сварки. После некоторого периода релаксации ГЦК структура окончательно восстанавливается. С другой стороны, в N-модели на рис. 9(B) небольшая часть структур ГПУ образуется вокруг поверхности сварки по мере прохождения холодной сварки. После некоторого периода релаксации ГЦК структура быстро восстанавливается. Область диффузии атомов очень ограничена, что может привести к неполной сварке.

Рисунок 9

Сравнение различных показателей качества холодной сварки.

( A ) Контур параметра Экланда-Джонса в модели M, ( B ) Контур параметра Экланда-Джонса в модели N, ( C ) Контур параметра центросимметрии в модели M, ( D ) Centro -контур параметра симметрии в N-модели. Структуры ОЦК и ГПУ ( A ) и дефекты упаковки ( C ) расширяются от поверхности сварки по мере продвижения холодной сварки в М-модели. После некоторого периода релаксации ГЦК структура окончательно восстанавливается. С другой стороны, небольшая часть ГПУ структур ( B ) и дефекты упаковки ( D ) вблизи поверхности сварки генерируются вокруг поверхности сварки по мере прохождения холодной сварки в N-модели. После некоторого периода релаксации ГЦК структура быстро восстанавливается. Область диффузии атомов очень ограничена, что может привести к неполной сварке.

Увеличить

Для измерения качества решетчатых структур рассмотрим историю параметра центросимметрии при холодной сварке. Рисунок 9(C) показывает, что дефекты упаковки расширяются от поверхности сварки по мере продвижения холодной сварки. После некоторого периода релаксации регулярная ГЦК структура окончательно восстанавливается. С другой стороны, в модели N на рис. 9(D), дефекты укладки возникают вблизи поверхности сварки по мере продвижения сварки. После периода релаксации регулярная ГЦК структура быстро восстанавливается. Область диффузии атомов очень ограничена, что может привести к неполной сварке.

Моделирование процесса холодной сварки

Изображения наночастиц Au на рис. после завершения холодной сварки. Для моделирования процесса холодной сварки численная модель на рис. 10(A) состоит из 3 AuNP на слюдяной подложке, состоящей из 16 × 8 × 1 элементарных ячеек. Мы можем заметить, что линейная сторона треугольника не образуется из кластеризации атомов золота во время зеленого синтеза, а может быть построена в процессе холодной сварки.

Рисунок 10

МД-снимки AuNP на слюдяной подложке (Приложение №3, №4, №5).

( A ) Вид сверху на 3 AuNP на слюдяной подложке, ( B ) Вид сбоку на 3 AuNP на слюдяной подложке, ( C ) Вид сверху на 7 AuNP на слюдяной подложке. Последние изображения на рис. 10 (A, C) показывают изображения HR-TEM ресвератрол-AuNP, отделенных от образца на слюдяной подложке после сканирования АСМ. AuNP растут в плоскости, параллельной слюдяной подложке, сохраняя регулярные структуры решетки, как показано на рис. 10 (B). В результате холодной сварки наблюдается хорошее сохранение регулярности решетчатой структуры.

Полноразмерное изображение

После моделирования методом МД форма наночастиц Au указывает на то, что высота холодносваренных наночастиц Au составляет 1,9 нм, что аналогично диаметру (1,8 нм) исходных наночастиц Au, как показано на рис. 10(B) . AuNP растут в плоскости, параллельной слюдяной подложке, сохраняя регулярную решетчатую структуру. В результате холодной сварки наблюдается хорошее сохранение регулярности решетчатой структуры.

В случае с 7 наночастицами на рис. 10(C) гексагональные наночастицы не образуются в результате кластеризации атомов золота во время зеленого синтеза, а могут быть созданы в процессе холодной сварки. В процессе холодной сварки наночастицы золота проходят повторяющийся процесс кластеризации и миграции до тех пор, пока они не станут достаточно стабилизированными, как показано на рис. 5 и 7 в виде динамики потенциальной энергии наночастиц золота. 0003

Выводы

Из-за взаимодействия с подложкой из слюды можно сделать вывод, что холодная сварка наночастиц Au на слюде происходит в плоскостном направлении, на основании наблюдения, что диаметр наночастиц Au на изображении АСМ намного больше, чем те, что на изображении HR-TEM, а высота AuNP на изображении АСМ аналогична диаметру измерения HR-TEM. Известно, что максимальный размер холодной сварки ограничен 10 нм для нанопроволок и 2~3 нм для нанопленок. Однако на подложках из слюды обнаружены холодносваренные AuNP размером 25 нм. AuNP могут свободно вращаться по сравнению с нанопроволоками и нанопленками, холодная сварка регулирует решетчатую структуру AuNP. Соответствие ориентации является ключом к реализации успешной сварки, естественно активированной в AuNP на слюдяных подложках. Кроме того, по мере испарения молекул воды в образце АСМ потенциальная энергия слюдяной подложки и кинетическая энергия AuNP обеспечивают достаточную энергию для преодоления диффузионного барьера атомов золота. Область холодной сварки почти идеальна и, следовательно, обеспечивает ту же ориентацию кристалла и прочность, что и остальные наноструктуры.

Разница в потенциальной энергии из-за присутствия слюдяной подложки приводит к увеличению кинетической энергии, что можно наблюдать на рис. 5 и 8. С помощью МД моделирования можно наблюдать повышенную подвижность на рис. 6 и в анимации (дополнение 2). ), что в конечном итоге приводит к лучшему качеству холодной сварки по параметрам Экленда-Джонса и центросимметрии на рис. 9. Вследствие холодной сварки в модели со слюдяной подложкой сохраняется регулярность структуры решетки. Это связано с тенденцией к сохранению регулярной решетчатой структуры вокруг области сварки, если допускается вращение AuNP из-за присутствия слюдяной подложки. По мере развития холодной сварки ОЦК и ГПУ структуры, а также дефекты упаковки расширяются от поверхности сварки. После некоторого периода релаксации, наконец, восстанавливается регулярная ГЦК-структура.

В этой статье холодная сварка имеет две привлекательные стороны. Первый , он соединяет наноструктуры без интенсивного нагрева или других внешних сил. Область холодной сварки почти идеальна и, следовательно, обеспечивает ту же ориентацию кристаллов и прочность, что и остальные наноструктуры. Во-вторых , рост AuNP можно контролировать в нужном направлении. Линейная сторона треугольных, шестиугольных и овальных форм на рис. 10 может быть изготовлена с помощью процесса холодной сварки. Эти особенности могут быть широко использованы при изготовлении различных наноструктур.

Методы

Эксперимент

Для синтеза НЧ Au тригидрат хлорида золота (III) (HAuCl ₄ ·3H ₂ O) был приобретен у Sigma-Aldrich (Сент-Луис, Миссури, США). Ресвератрол-AuNP были синтезированы в соответствии с нашим предыдущим отчетом ¹³. Ресвератрол-AuNP наносили на подложку из слюды (марка V-1, длина 25 мм × 25 мм, толщина 0,15 мм, SPI Supplies Division of Structure Probe, Западный Честер, Пенсильвания, США) и сушили в течение ночи в печи при 37 °C. После сушки в течение ночи деионизированную воду наносили на слюду с образцом и ресвератрол-AuNP отделяли от субстрата слюды. Затем удаленные ресвератрол-AuNP пипеткой наносили на медную сетку с углеродным покрытием (углеродный тип B, медная сетка 300 меш, Ted Pella, Inc., Реддинг, Калифорния, США) и сетку с образцом высушивали на воздухе. Микроскоп JEM-3010, работающий на 300 кВ (JEOL Ltd., Токио, Япония), использовался для получения изображений HR-TEM.

МД-моделирование

Все МД-моделирование выполняется с использованием общедоступного кода LAMMPS ¹⁷ (крупномасштабный атомно-молекулярный массивно-параллельный симулятор). Для построения модели давления воды используется инструмент настройки моделирования Packmol ²⁸ (с открытым исходным кодом). С помощью Packmol молекулы воды случайным образом помещаются в куб размером 60 на 60 на 60 ангстрем. Определенное количество молекул воды в кубе составляет 1863, исходя из плотности (1 г/см ³ ) водной жидкости, так как экспериментально синтезированные НЧ Au находятся в растворе. После случайной упаковки молекул проводится минимизация энергии соответствующей системы с помощью алгоритма наискорейшего спуска. Кроме того, проводится изотермическое (NVT) моделирование в течение 1 пс при 358 К (85 °С в печи) с временным шагом 0,5 фс в соответствии с реальным экспериментом для ускорения процесса сушки. Известно, что температуры сушки 300 К и 358 К не повлияли на результирующий размер НЧ Au в работе. 13.

Межатомные потенциалы

Связанные и несвязанные взаимодействия окисленных кофейных кислот описываются общим силовым полем AMBER (GAFF) ²⁹, как показано в уравнении. (1).

Параметры связанного взаимодействия K _r и K _θ являются силовыми константами. r ₀ и θ ₀ — равновесная длина связи и угол соответственно. Для не связанных взаимодействий параметры Леннарда-Джонса (LJ) ε и σ введены для описания отталкивающих и притягивающих вкладов. Последний член в уравнении (1) обозначает парное взаимодействие Колумба, где q — заряд атома. Молекулы воды были описаны с использованием модели TIP3P ³⁰ с дальнодействующим решателем Columbic. Параметры силового поля для моделирования слюдяной подложки взяты из соответствующей литературы ^18,19,20 .

Для описания взаимодействий между золотом и золотом мы используем потенциал метода встроенного атома (EAM). Для несвязанных взаимодействий между различными типами атомов для расчета 9 используются правила смешивания Лоренца-Бертло.0237 ε _ij и σ _ij в виде уравнений (2) и (3).

Межатомные потенциалы между золотом и атомами кислорода/водорода рассматриваются с использованием параметров потенциала Л-Дж ³⁰ . Атом одного вида имеет уникальные параметры L-J, такие как диаметр столкновения σ и энергетическая глубина ε. Параметры L-J между атомами разного рода обычно недоступны. Таким образом, основываясь на правиле смешивания Лоренца-Бертло, мы используем среднее геометрическое для энергетической глубины (уравнение 2) и среднее арифметическое для диаметра столкновения (уравнение 3).

Моделирование слюды

Мусковит (KAl ₂ (Si ₃ Al)O ₁₀ (OH) ₂ ) относится к группе 2:1 слоистых силикатов и состоит из [AlO 6 _{9 ] октаэдрический лист, зажатый между двумя тетраэдрическими листами [(Si, Al)O ₄ ]. Моноклинная кристаллическая структура мусковита C2/c 2M1 использовалась в качестве начальной входной структуры для нашего МД-моделирования ³¹ . Оптимизация экспериментальной решетки:0˚, бета = 94,50˚ и гамма = 90,00˚. Поверхность мусковита построена скалыванием структуры по плоскости (0 0 1) в середине межслоевого пространства ^23,24,25 . НЧ Au прикрепляются к поверхности слюдяной подложки по обменному механизму иона металлического калия и НЧ Au. В этой статье ион металла калия на поверхности не рассматривается, а МД-моделирование выполняется с AuNP, расположенными на подложке из слюды. Необходимые потенциальные параметры слюдяной подложки взяты из литературы ^18,19,20 . Периодические граничные условия накладываются в направлениях x и y. Мы конструируем элементарную ячейку слюдяного субстрата, которую можно широко использовать в зависимости от размера и количества AuNP. Пластина слюды релаксируется при 358 K в течение 5000 шагов, прежде чем соединить пластину слюды и AuNP. После 5000 шагов потенциальная энергия и кинетическая энергия находятся в стабильном состоянии. МД-моделирование выполняется при условии, что атомы в пределах 1 нм от дна зафиксированы, а остальные могут свободно перемещаться.}

Determination of normal vector

For the equation of arbitrary plane z = ax + by + c and the position x _i = ( x _i , y _i , z _i ) атома i на поверхности решетки, мы определяем следующую меру G, которая представляет вертикальную разность всех атомов на поверхности,

Используя , , и для минимизации уравнения. (4), мы получаем следующее,

Единичный вектор нормали получается из решения уравнения. (5).

Внутреннее произведение векторов нормалей в AuNP можно использовать для измерения степени самонастройки. Значение 1 представляет идеально параллельное выравнивание поверхностей решетки.

Дополнительная информация

Как цитировать эту статью : Cha, S.-H. и др. Холодная сварка наночастиц золота на слюдяной подложке: саморегулировка и усиленная диффузия. Науч. Респ. 6 , 32951; doi: 10.1038/srep32951 (2016).

Ссылки

Daniel, M.C. & Astruc, D. Наночастицы золота: сборка, супрамолекулярная химия, квантово-размерные свойства и приложения в биологии, катализе и нанотехнологии, Chem. Ред. 104, 293–346 (2004).
КАС Статья Google ученый
Лу Ю., Хуанг Дж. Ю., Ван С., Сун С. и Лу Дж. Холодная сварка ультратонких золотых нанопроволок. Нац. нанотехнологии. 5, 218–224 (2010).
КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый
Ким С.Дж. и Джанг Д.Дж. Лазерная наносварка золотых наночастиц. заявл. физ. лат. 86, 033112 (2005).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый
Лю, К., Ли, Ю.-Дж., Сун, С.-Г. & Yeung, E.S. Холодная сварка наночастиц золота при комнатной температуре для усиления электроокисления монооксида углерода, Chem. коммун. 47(15), 4481–4483 (2011).
КАС Статья Google ученый
Дементьева О. В., Рудой В. М. Полировка и холодная сварка золотых наночастиц под действием реагента Фентона // Коллоидный журнал. 77(3), 276–282 (2015).
Артикул Google ученый
Грушко М. и др. Слияние металлических наночастиц за счет селективной смачиваемости серебряных наноструктур, Nat. коммун. 5, ст. нет. 2994 (2014).
Абдин, З. и др. Пути связывания нанокристаллов золота в растворе, Nano Lett. 14, 6639–6643 (2014).
КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый
Фергюсон Г.С., Чаудхури М.К., Сигал Г.Б. и Уайтсайдс Г.М. Контактная адгезия тонких золотых пленок на эластомерных опорах: холодная сварка в условиях окружающей среды. Наука 253, 776–778 (1991).
КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый
Перейра, З. С. и да Силва, Э. З. Холодная сварка золотых и серебряных нанопроволок: исследование молекулярной динамики. Дж. Физ. хим. С 115, 22870–22876 (2011).
КАС Статья Google ученый
Sanders, D. E. & DePristo, A. E. Прогнозируемые скорости диффузии на металлических поверхностях с ГЦК (001) для комбинаций адсорбат/подложка Ni, Cu, Rh, Pd, Ag, Pt, Au, Surf. науч. 260 (1–3), 116–128 (1992).
КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый
Jun, S.H. et al. Экстракты корней Polygala tenuifolia для зеленого синтеза наночастиц золота, J. Nanosci. нанотехнологии. 14, 6202–6208 (2014).
КАС Статья Google ученый
Hur, Y.E. & Park, Y. Функционализированные ванкомицином наночастицы золота и серебра в качестве антибактериальной наноплатформы против метициллин-резистентного золотистого стафилококка. Дж. Наноски. нанотехнологии. 16, 6393–6399 (2016).
КАС Статья Google ученый
Парк, С. и др. Антибактериальные наноносители ресвератрола с наночастицами золота и серебра. Мат. науч. англ. С. 58, 1160–1169 (2016).
КАС Статья Google ученый
Kim, J. et al. Наночастицы золота, покрытые галлотаннином: зеленый синтез и улучшенная морфология изображений АСМ. Дж. Наноски. нанотехнологии. 16, 5991–5998 (2016).
КАС Статья Google ученый
Hur, Y.E. et al. Одностадийная функционализация наночастиц золота и серебра ампициллином. Матер. лат. 129, 185–190 (2014).
КАС Статья Google ученый
Hwang, S.J. et al. Зеленый синтез наночастиц золота с использованием хлорогеновой кислоты и их повышенная эффективность при воспалении. Наномед . нанотехнологии. биол. Мед. 11, 1677–1688 (2015).
КАС Статья Google ученый
Плимптон, С. Быстрые параллельные алгоритмы для молекулярной динамики ближнего действия. Дж. Вычисл. физ. 117, 1–19 (1995).
КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый
Heinz, H., Koerner, H., Anderson, K.L., Vaia, R.A. & Farmer, B.L. Силовое поле для силикатов типа слюды и динамика цепей октадециламмония, привитых к монтмориллониту, Chem. Матер. 17, 5658–5669(2005).
КАС Статья Google ученый
Шривастава Р., Сингх Дж. К. и Каммингс П. Т. Влияние электрического поля на воду, находящуюся в порах графита и слюды. Дж. Физ. хим. C 116, 17594–17603 (2012).
КАС Статья Google ученый
Ричардсон, С. М. Кристаллическая структура розового мусковита из Арчерс Пост, Кения: значение обратного плеохроизма в диоктаэдрических слюдах. Являюсь. Минеральная. 67, 69–75 (1982).
КАС Google ученый
Bond, S.D., Leimkuhler, BJ & Laird, B.B. Метод Нозе-Пуанкаре для молекулярной динамики постоянной температуры, J. Comput. физ. 151, 114–134 (1999).
КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ MathSciNet Статья Google ученый
Фойлс, С. М., Баскес, М. И. и Доу, М. С. Функции метода встроенного атома для металлов FCC Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt и их сплавов. физ. Откр. Б. 33, 7983–7991 (1986).
КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый
Muller, K. & Chang, C.C. Электрические диполи на чистых поверхностях из слюды. Серф. науч. 14, 39–51 (1969).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый
Либерель, Б., Банки, X. и Джассон, С. Стабильность силанолов и привитых алкилсилановых монослоев на активированных плазмой поверхностях слюды. Ленгмюр 24, 3280–3288 (2008).
КАС Статья Google ученый
Коллинз, Д. Р. и Кэтлоу, К. Р. А. Межатомные потенциалы для слюды. Мол. Модел. 4, 341–346 (1990).
Артикул Google ученый
Экленд, Г. Дж. и Джонс, А. П. Применение измерений локальной кристаллической структуры в эксперименте и моделировании. физ. Ред. В 73, 054104 (2006).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый
Келхнер, К. Л., Плимптон, С.Дж. и Гамильтон, Дж.К. Зарождение дислокаций и структура дефектов во время вдавливания поверхности. физ. Ред. B 58, 11085–11088 (1998).
КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый
Мартинес Л., Андраде Р., Биргин Э. Г. и Мартинес Дж. М. PACKMOL: пакет для создания исходных конфигураций для моделирования молекулярной динамики. Дж. Вычисл. хим. 30, 2157–2164 (2009 г.)).
КАС Статья Google ученый
Ван, Дж., Вольф, Р. М., Колдуэлл, Дж. В., Коллман, П. А. и Кейс, Д. А. Разработка и тестирование общего янтарного силового поля. Дж. Вычисл. хим. 25, 1157–1174 (2004).
КАС Статья Google ученый
Chen, X., Munjiza, A., Zhang, K. & Wen, D. Молекулярно-динамическое моделирование теплопередачи от наночастиц золота к резервуару с сатерами, J. Phys. хим. С 118, 1285–1293 (2014).
КАС Статья Google ученый
Rothbauer, R. Untersuchung eines 2M1-Muskovits mit Neutronenstrahlen. Новый Ярб. Минеральная. Монац. 44 143–154 (1971).
Google ученый

Скачать ссылки

Благодарности

Эта работа была поддержана грантом Национального исследовательского фонда Кореи (NRF), финансируемым правительством Кореи (MSIP) (№ 2010-0018282). Авторы также хотели бы поблагодарить г-жу Инён Чо из Корейского университета за помощь в редактировании.

Информация об авторе

Авторы и организации

Национальные творческие исследовательские инициативы (NCRI) Центр изогеометрического оптимального проектирования, Сеульский национальный университет, 1 Кванак-ро, Кванак-гу, 088826, Сеул, Республика Корея
Song- Хён Ча, Хён-Сок Ким, Хон-Лэ Джанг и Сонхо Чо
Фармацевтический колледж Университета Индже, 197 Индже-ро, Кимхэ, 621-749, Кённам, Корея
Юми Парк

7 Департамент 900 Химическая инженерия, Сеульский университет, Сеул, 130-743, Корея

Чон Ву Хан и Кёнхак Ким

Авторы

Сон-Хён Ча
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Youmie Park
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Jeong Woo Han
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия
Кёнхак Ким
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Hyun-Seok Kim
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Hong-Lae Jang
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Seonho Cho
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Contributions

S. -H.C. реализовал моделирование МД с помощью H.-L.J. и выполнил характеристики АСМ и FE-SEM. Ю.П. выполнили зеленый синтез AuNP и характеристику HR-TEM. J.W.H., К.Х.К. и Х.-С.К. задумано численное моделирование слюдяной подложки. S.C. руководил проектом.

Декларации этики

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых интересов.

Electronic supplementary material

Supplementary Information

Supplementary Movie 1

Supplementary Movie 2

Supplementary Movie 3

Supplementary Movie 4

Supplementary Movie 5

Supplementary Фильм 6

Дополнительный фильм 7

Права и разрешения

Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License. Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons на статью, если иное не указано в кредитной строке; если материал не включен в лицензию Creative Commons, пользователям необходимо будет получить разрешение от держателя лицензии на воспроизведение материала. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Перепечатка и разрешения

Об этой статье

Эта статья цитируется

Влияние начального омоложения на поведение металлического стекла Cu60Zr40 при холодном соединении.
- Боков Дмитрий Олегович
- Ванич Суксатан
- Яссер Факри Мустафа
Прикладная физика А (2022)
Гетеродимеры наночастиц металлов: синтез, свойства и биологическое применение
- Гао-фэн Ву
- Цзянь Чжу
- Цзюнь-ву Чжао
Microchimica Acta (2021)
Атомистическое моделирование агломерации металлических наночастиц с учетом наведенной плотности заряда поверхностных атомов
- Джэ Хён Ким
- Сон-Хён Ча
- Сонхо Чо
Международный журнал механики и материалов в дизайне (2020)
Изготовление нанолент методом холодной сварки наночастиц золота на слюдяной подложке с помощью диэлектрофореза
- Сон-Хён Ча
- Се Хён Кан
- Сонхо Чо
Научные отчеты (2019)

Отправляя комментарий, вы соглашаетесь соблюдать наши Условия и Правила сообщества. Если вы обнаружите что-то оскорбительное или не соответствующее нашим условиям или правилам, отметьте это как неприемлемое.

Скачать PDF

Устранение неполадок процесса холодной сварки

Щелкните здесь, чтобы прочитать Выбор подходящих инструментов для холодной сварки

Подготовка трубы к холодной сварке

Независимо от материала трубы, выбранного для холодной сварки, надлежащая подготовка трубы является важным шагом в этом процессе. Внутри трубки не должно быть никаких загрязнений в месте отсечки. Звуковые или механические методы очистки гораздо предпочтительнее химической очистки перед откачкой, поскольку они обеспечивают наиболее стабильные соединения холодной сварки. Внешняя поверхность также должна быть отполирована, чтобы удалить любое окисление, так как эти кристаллы оксида будут тверже, чем трубка, и могут повредить соединение холодной сварки.

Инструменты, предназначенные для отсечения труб, оснащены набором прецизионных твердосплавных роликов , которые сжимают трубу для получения соединения холодной сварки. Перед выполнением отжима эти ролики следует смазать легким маслом, чтобы уменьшить трение на этапе сжатия. Между каждым циклом отщипывания остатки металла из трубки часто остаются на твердосплавных роликах, и это

Во время процесса отщипывания к трубке должно прилагаться постоянное и равномерное давление до тех пор, пока она не разорвется. Все трубки будут подвергаться деформации на этапе сжатия, поэтому любое прерывание этого цикла, скорее всего, приведет к неполному или неудовлетворительному разделению трубок. загрязнение следует удалить, слегка протерев твердосплавные ролики мягким полотенцем, смоченным легким машинным маслом, чтобы поверхность была чистой и готовой к следующему циклу отщипывания.

Устранение неполадок при плохом пережиме

Проблема:

Инструмент сжимает трубку, но трубка не отделяется.

Предлагаемая процедура:

Увеличьте усилие закрытия кулачков на инструменте (насосе), но не превышайте максимально безопасные уровни, рекомендованные производителем инструмента.
Трубка может быть слишком жесткой. Если инструмент настроен на максимально безопасное давление, а трубка по-прежнему не отделяется, следует пересмотреть технические характеристики трубки. Такие материалы, как медь, на самом деле могут стать тверже, просто лежа на полке в течение длительного времени. Получите свежую трубку от поставщика и повторите попытку отщипывания.
Трубка может быть загрязнена как внутри, так и снаружи. Очистите трубку и повторите попытку отщипывания.
Если все перечисленные предложения не помогли решить проблему, обратитесь к поставщику инструмента за помощью в дальнейшем тестировании.

Проблема:

Трубка успешно отделяется, но не выдерживает давление или вакуум Начните с тщательной очистки трубки и снова проверьте. Если трубка все еще протекает, см. предложение 2.

Возьмите образец трубки из другой партии и повторите испытание. Если трубка все еще протекает, см. предложение 3.

Обратитесь к поставщику трубок и получите свежие образцы. Обязательно сообщите поставщику, что вы выполняете процесс холодной сварки с отжимом для этой трубки.

Проверьте твердосплавные отжимные ролики вашего инструмента на наличие признаков сколов или чрезмерного износа. Эти ролики должны оставаться идеально круглыми. Любые плоские пятна или сколы могут способствовать плохим результатам. Замените ролики при обнаружении сколов или износа.

Проблема:

Трубка полностью сжимается, но не разделяется, оставляя очень тонкую паутину материала, для достижения полного разделения техник должен «пошевелить» лишнюю трубку.

Предлагаемая процедура:

Почти в каждом случае этот симптом вызван слишком «мягкой» трубкой. Вероятно, трубка была отожжена ненадлежащим образом для использования в холодной сварке. Когда трубка находится в таком состоянии, больше усилие защемления от инструмента не решит проблему. Никогда не рекомендуется крутить лишнюю трубку вручную, так как это может изменить структуру зерна трубки в холодном сварном соединении, что приведет к утечке. Приобретите правильную трубку у своего поставщика. Для инструмента не требуется регулировка в этой ситуации

После пережатия

Процедуры испытаний будут различаться в зависимости от применения герметизируемой трубки. Как правило, трубки, поддерживающие вакуум, подвергаются тесту на утечку гелия или исследованию под микроскопом в целях сравнительного анализа. Для применений с высоким или низким давлением процедуры испытаний часто включают испытание на утечку в той или иной форме. Какая бы процедура тестирования не использовалась, технологические процедуры должны быть точно продублированы, чтобы можно было отследить любые проблемы, связанные с отказом трубки.

После того, как трубка была успешно пережата и подтверждена герметичность, обработанный конец трубки должен быть защищен пластиковой крышкой, эпоксидной смолой или герметиком, так как край очень острый и запаянный конец подвержен повреждению если ударился или погнулся. Пайка или пайка конца трубы, сваренного методом холодной сварки, не рекомендуется, так как структура зерна может быть нарушена, что приведет к утечке.

Украина предупреждает о «ядерном терроризме» после удара возле завода

19 сентября 2022 г.

Сегодня в производственном подкасте

4 августа 2022 г.

Бернард празднует 75 -й годовщину

16 сентября 2022

Железнодорожный исполнительный директор STEMENT

сентябрь 162220 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000

. for Snail Near Nevada Lithium Mine

13 сентября 2022 г.

сварка — определение холодной сварки в «Свободном словаре»

холодная сварка

Сварка двух материалов под высоким давлением или в вакууме без использования тепла.

холодная сварка v.

Словарь английского языка American Heritage®, пятое издание. Авторские права © 2016, издательство Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Опубликовано издательством Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Все права защищены.

холодная сварка

(Металлургия) ( tr ) для соединения (двух металлических поверхностей) без нагрева путем прижатия их друг к другу таким образом, чтобы оксидные пленки разрушались и происходило сцепление

Холодная сварка N

Коллинз английский словарь-полная и неисправная, 12-е издание 2014 © HarperCollins Publishers 1991, 1994, 1998, 2000, 2003, 2006, 2009, 2011, 2011,

44, 2003, 2006, 2007, 2011, 2011,

444, 2003, 2006, 2009, 2011, 2011,

44, 2003, 2006, 2007, 2011, 2011, 2011,

9018, 2000, 2003, 2006, 2007, 2011, 2011,

9018, 2000, 2003, 2006, 2007, 2011, 2011.

Причастие прошедшего времени: cold-welded
Герундий: cold-welding

Повелительное наклонениеPresentPreteritePresent ContinuousPresent PerfectPast ContinuousPast PerfectFutureFuture PerfectFuture ContinuousPresent Perfect ContinuousFuture Perfect ContinuousPast Perfect ContinuousConditionalPast Conditional

Imperative
cold-weld
cold-weld

Present
I cold-weld
you cold-weld
he/she/ it cold-welds
we cold-weld
you cold-weld
they cold-weld

Preterite
I cold-welded
you cold-welded
he/she/it cold-welded
we cold-welded
you cold-welded
they cold-welded

Present Continuous
I am cold-welding
you are cold-welding
he/she/it is cold-welding
we are cold-welding
you are cold- сварка
Это холодные сетки

Present Perfect
У вас холодный.
У нас есть холодная сетка
У вас холодно
У них простуда

.4
Вы были холодными.

Прошлый Perfect
У меня была холодная палочка
У вас был холодный пакет
He/herededded
HE/SELDED WELDDDED WELDDED
HE/IT-WELDDED WELDDED WELDED
У вас были холодные
У них были холодные

. Это будет холодно-схему

Мы будем холодным Weld

Вы будете холодным Weld

У вас будет холодно-прохладное

У него/она. Получите холодные

Будущие непрерывные
Я буду холодным,
У вас будет холодный Wellding
.1288	Мы будем холодными.	вы занимались холодной сваркой
он/она занимались холодной сваркой
мы занимались холодной сваркой
вы занимались холодной сваркой
31293 они были холодной сваркой

Future Perfect Continuous
я буду холодной сваркой
ты будешь холодной сваркой 129it
3 холодная сварка
мы будем холодной сваркой
вы будете холодной сваркой
они будут холодной сваркой

1290 Я был холодным, Вы были холодными. been cold-welding they had been cold-welding

Conditional
I would cold-weld
you would cold-weld
he/she/it would cold -сварка
we would cold-weld
you would cold-weld
they would cold-weld

Past Conditional
I would have cold-welded
you
он/она/оно бы
мы бы
вы бы
1294

Холодная сварка | Диаграмма, преимущества и недостатки

Содержание

ХОЛОДНАЯ СВАРКА

Холодная сварка давлением — это форма сварки в твердом состоянии, которая уникальна тем, что выполняется при температуре окружающей среды. Другие формы сварки в твердом состоянии проводятся при повышенной температуре.
Холодная сварка — это процесс соединения, во время которого два твердых тела соединяются в единое целое за счет приложения соответствующего давления, как показано на рис. 3.2. Другими словами, холодная сварка — это процесс сварки в твердом состоянии, при котором соединение металлов происходит без плавления/нагрева на границе раздела двух свариваемых деталей. Холодная сварка также известна как контактная сварка. В прецессах сварки плавлением в месте соединения отсутствует жидкая или расплавленная фаза. При холодной сварке металлы соединяются без использования флюса.

Сварка деталей производится под сверхвысоким давлением или контактно в высоком вакууме без применения тепла. К свариваемым точкам прикладывают давление при температуре ниже температуры рекристаллизации свариваемых металлов. Это приложенное давление приводит атомы на границе раздела, подлежащей сварке, в такой тесный контакт, что они диффундируют через границу раздела, и получается холодная сварка давлением. Атомы металлов удерживаются вместе металлической связью. Металлическую связь можно описать как «облако» свободных и отрицательно заряженных атомов, объединенных в единое целое в результате сил притяжения.

холодная сварка

Все металлы окружены поверхностными слоями (оксидами), которые необходимо разрушить, если их необходимо сваривать. Холодная сварка давлением, выполняемая при температуре окружающей среды, основана на использовании высокого давления сжатия от 1400 до 2800 Н/мм2 для алюминия и, по крайней мере, в два раза больше, чем для меди. Он обеспечивает межфазную деформацию от 60% до 80%, которая разрушает оксидные слои, обнажая свежий и незагрязненный металл в контакте. В этом состоянии межатомные силы производят сварку.

Характеристики холодной сварки

(i) Холодная сварка обычно прочнее основного материала и имеет такие же электрические характеристики.
(ii) По крайней мере один из металлов должен быть пластичным без чрезмерного упрочнения.
(iii) Полное отсутствие применяемого нагрева.
(iv) Важное значение имеет подготовка поверхности.
(v) Обе заготовки могут быть из одинаковых или разнородных металлов.
(vi) Обе заготовки должны быть очищены.
(vii) Короткие участки заготовок следует срезать.

Преимущества, ограничения и области применения холодной сварки

Преимущества холодной обработки давлением:

1. Отсутствие теплового воздействия на соединяемые детали и быстрота процесса.
2. Поскольку процесс осуществляется при температуре окружающей среды, тепловое воздействие на соединяемые детали отсутствует.
3. Зона сварки не только металлургически однородна, но металл нагартован и прочнее, чем прилегающие зоны.
4. Простая и недорогая эксплуатация после изготовления штампов.
5. Процесс быстрый.
6. Практически не деформируется.
7. Концы проволоки или стержня не требуют подготовки поверхности для сварки, а выравнивание двух торцевых концов происходит автоматически, когда материал помещается на матрицу.
8. Детали соединяются без загрязнения искрами, пылью и парами.

Ограничения холодной обработки:

1. Поскольку сварные швы выполняются в твердом состоянии, их трудно проверить.
2. Толщина деталей значительно уменьшается в месте сварки, где контактные поверхности соприкасаются.
3. Это узкоспециализированный вид сварки в отношении конструкции соединения и свариваемых материалов.
4. Хотя скорость является преимуществом для ассемблеров, она также может быть и ограничением.
5. Когда тело, движущееся с такой скоростью, встречает другое тело, оно попытается его сместить.

Области применения холодной обработки:

1. Используется для соединения проволоки, фольги с проволокой, биметаллической проволоки и окалины термочувствительных контейнеров, таких как контейнеры, содержащие взрывчатые вещества.
2. Мотки стержня свариваются встык, чтобы обеспечить непрерывность послесварочного волочения до меньших диаметров.
3. Используется для соединения компонентов, нагрев которых невозможен, например, магнитов.
4. В электронной промышленности процессы холодной сварки используются для герметизации корпусов кристаллов из луженой стали и медных корпусов для термочувствительных полупроводниковых устройств.

Электронная почта

Печать

Твитнуть

Последние сообщения

ссылка на сосуды под давлением — детали, конструкция, применение, типы, материалы, схема

Сосуды под давлением — детали, конструкция, применение, типы, материал, схема

Введение в сосуды под давлением Сосуды, резервуары и трубопроводы, которые транспортируют, хранят или получают жидкости, называются сосудами под давлением. Сосуд под давлением определяется как сосуд с давлением…

Продолжить чтение Шарнирное соединение используется для соединения двух стержней, находящихся под действием растягивающих нагрузок. Однако, если соединение направляется, стержни могут выдерживать сжимающую нагрузку. Шарнирный сустав…

Продолжить чтение

Все, что вам нужно знать

Поскольку алюминий и медь трудно сваривать другими методами, этот процесс является идеальным методом соединения алюминия и меди.

Металлообработка

Введение

Сварка, как следует из названия, обычно включает соединение двух металлических деталей путем плавления и нагрева; однако холодная сварка предполагает соединение двух металлических деталей при комнатной температуре с помощью давления. Обработка пластичных металлов, таких как алюминий, медь, свинец и др., методом холодной сварки становится все более распространенной

Мы обсудим холодную сварку алюминия и других металлов, TIG и холодную сварку, а также смежные темы. наилучшим образом удовлетворить ваши потребности?

У вас есть вопросы относительно того, какой метод сварки лучше всего подходит для ваших нужд?

Свяжитесь с нами сегодня; Наш профессиональный персонал готов помочь!

Свяжитесь с нами

Что такое холодная сварка и как она выполняется

В любой мастерской большинство из нас видели сварку в действии. Чтобы сварить две металлические детали, мы нагреваем их до температуры плавления, чтобы они могли сплавиться друг с другом. Различные виды сварки, такие как дуговая сварка и сварка TIG, требуют тепловой энергии. В процессе сварки используется тепло для размягчения двух металлов до точки диффузии или для их смешивания с третьим металлом (наполнителем).

Однако холодная сварка может соединять две металлические детали без использования тепла; как это работает?

На регулярной основе мы могли приводить в соприкосновение плоские куски одного и того же материала (скажем, алюминия) или тереть их друг о друга, и ничего не происходило. Возможно, что металлические алюминиевые детали слипнутся, если их тщательно очистить и собрать вместе под вакуумом. Это явление известно как холодная сварка.

Кислород вызывает образование оксидного слоя на металлических поверхностях, когда два плоских куска одного и того же металла (например, алюминия) подвергаются воздействию воздуха. Даже если давление приложено непосредственно к оксидному слою, детали не сварятся, независимо от того, присутствует ли на поверхности жир или масло.

Напротив, при очистке поверхностей (для удаления оксидного слоя) и приведении двух деталей в контакт под вакуумом (без кислорода) детали получают методом холодной сварки, поскольку атомы в обеих алюминиевых частях не могут различить друг друга и перескакивают друг на друга. друг друга, что приводит к физической связи.

Если к обеим частям приложить достаточное давление, чтобы обеспечить 100-процентный контакт поверхности, соединение будет таким же прочным, как основной металл. При приложении давления вакуум не требуется для получения сварного шва. Чтобы убедиться, что обе металлические части полностью соприкасаются, к каждой нужно приложить соответствующее давление.

Требования к холодной сварке

Холодная сварка требует чистых поверхностей и пластичных металлов. Поверхность металла должна быть ровной и чистой. Широкий спектр цветных металлов, таких как алюминий, медь, свинец и золото, можно сваривать в холодном состоянии.

Соединения, образованные при холодной сварке

При холодной сварке можно создавать как стыки, так и нахлесты. Сварку алюминиевой и медной проволоки диаметром от 0,5 мм до 10 мм и более обычно выполняют встык. Некоторые аппараты для холодной сварки позволяют обрезать проволоку или плоские концы перед их загрузкой в аппарат.

Обрезка гарантирует, что конец будет чистым и ровным. Давление обычно прикладывается к обоим концам. Возможна, но не обязательна, очистка поверхностей корпуса перед сплавлением стыковых соединений за счет удаления оксидного слоя.

Преимущества холодной сварки

Поскольку алюминий и медь трудно сваривать другими методами, этот процесс является идеальным методом соединения алюминия и меди.
Соединение, образующееся между алюминием и медью при холодной сварке, достаточно прочное, долговечное и не состоит из хрупких интерметаллических соединений.
Среди различных металлов, которые обычно свариваются вместе с помощью холодной сварки, есть ряд сплавов, таких как медь, алюминий, серебро, никель и т. д. Проволока отлично сваривается с помощью холодной сварки, что устраняет проблемы, связанные с горячей сваркой.
С помощью этого процесса можно сваривать такие металлы, как медь и алюминий, а также проволоку различного диаметра.
В отличие от обычной сварки здесь нет зоны термического влияния.

Ограничения холодной сварки

Если вы читали вышеприведенные абзацы, вы можете задаться вопросом, почему она не очень популярна и не используется в повседневной промышленности. Хотя холодная сварка имеет много преимуществ, ее использование имеет ограничения.

Секрет идеальной холодной сварки заключается в наличии плоских поверхностей сварки и правильном соблюдении технологии изготовления для получения прочного холодного сварного шва, имеющего такую же механическую прочность, как и его основные металлы. Холодная сварка легче, когда поверхности сварки ровные и ровные.
Существуют различные причины отсутствия совершенства, в том числе: Неровности и загрязнения поверхности, а также оксидные слои. Слои окисления и загрязнения могут быть трудно удалены, а неровности на поверхности металлов могут затруднить их сцепление (даже после тщательной очистки).
Кроме того, холодная сварка возможна только для цветных металлов, таких как свинец, медь, алюминий и т. д. Заготовка не должна подвергаться деформационному упрочнению и другим процессам закалки. Следовательно, холодной сварке подлежат только цветные и неуглеродистые металлы.

Из-за вышеуказанных ограничений область применения холодной сварки ограничена, и ее невозможно использовать там, где требуется сварка различных комбинаций металлов.

Применение холодной сварки

При холодной сварке давлением алюминиевые или медные проволоки/прутки диаметром до 12 мм соединяются встык, обычно диаметром 0,5-0,5 мм.

Как пользоваться холодной сваркой? Порядок действий, типичные ошибки, полезные рекомендации

Виды холодной сварки

Отличия холодной сварки от клея

Материалы и инструменты

Последовательность действий

Типичные ошибки при работе

Полезные рекомендации от опытных мастеров

Есть ли альтернатива холодной сварке

Эпоксидный клей

Сварочный карандаш

Как пользоваться холодной сваркой и в каких случаях ее применяют © Геостарт

Как пользоваться холодной сваркой для металла

В чем плюсы и минусы холодной сварки

Виды и характеристики

Состав и основные особенности

Изготовители состава

Широка область применения средства

Показатели выбора состава

Температурные показатели

Герметики

Составы для машин

Показатели наполнителя

Пошаговая инструкция по применению

Важный порядок работы

Меры соблюдения предосторожности

Заключение и выводы

Холодная сварка Bliz Steel — в мини тюбике /инструкция/как пользоваться/ОТЗЫВЫ

Из чего состоит клей холодная сварка.

Применение клея холодная сварка / Инструкция по применению.

Способ применения:

Способ применения под водой или на замасленной поверхности:

Отзыв о холодной сварке Bliz Steel.

Как пользоваться холодной сваркой для металла

Виды холодной сварки для металла

Какая холодная сварка подойдёт для радиатора автомобиля

Процесс сварки радиатора автомобиля холодной сваркой

Вопросы и ответы:

Как использовать холодную сварку

Холодная сварка – что это такое, как пользоваться

Достоинства холодной сварки

Свойства и характеристики холодной сварки

Разновидности холодной сварки

Технология использования холодной сварки

Рекомендации по использованию холодного метода сварки

Как работает холодная сварка: сплавление металлов без нагрева

Что такое холодная сварка?

Как работает холодная сварка

Для чего нужна холодная сварка?

Насколько прочна холодная сварка?

Плюсы и минусы холодной сварки

Какие металлы подходят для холодной сварки?

Холодная сварка наночастиц золота на слюдяной подложке: саморегулировка и усиленная диффузия

Субъекты

Abstract

Введение

Результаты и обсуждение

Сравнение изображений HR-TEM и AFM (SEM)

МД-моделирование AuNP

Самонастройка

Исходно параллельная модель

Первоначально повернутая модель на 30°

Усиленная диффузия

Моделирование процесса холодной сварки

Выводы

Методы

Эксперимент

МД-моделирование

Межатомные потенциалы

Моделирование слюды

Determination of normal vector

Дополнительная информация

Ссылки

Благодарности

Информация об авторе

Авторы и организации

Contributions

Декларации этики

Конкурирующие интересы

Electronic supplementary material