Без пайки и сварки
(См. «Наука и жизнь» № 7, 2022 г.)
Найденное на улице устройство называется скотч-лок, оно существует во многих вариантах и служит для быстрого соединения проводников. Первые патенты на устройства такого рода были получены в США более полувека назад, сначала они предназначались только для слабых токов, например, при соединении телефонных проводов. Принцип действия у них таков. Провода, которые нужно соединить, вставляются в два гнезда в деформируемом пластмассовом корпусе. Корпус обжимается плоскогубцами или пассатижами. Металлическая деталь приближается к двум проводам, сдирает с них изоляцию и оксидный слой (если они есть). При дальнейшем движении пластически (то есть неупруго) деформируется поверхностный слой и возникает достаточное для предстоящей работы соединение — механически прочное и, естественно, низкоомное. Процесс показан на трёх схемах. Так как отпадают такие операции, как освобождение от изоляции, зачистка проводов, их скручивание либо пайка и изолирование получившегося соединения, работа ускоряется как минимум вдвое. Разные варианты скотч-лока позволяют соединять провода сечением от 0,4 до 4 мм2, корпус рассчитан на напряжение до 600 В. Гнёзда до вставления проводов заполнены инертным гелем, который после соединения защищает металлы от окисления атмосферой.
Такой процесс в технике принято называть холодной сваркой. Соединение происходит без нагрева, диффузии и образования хрупких интерметаллидов (соединений металлов) — то есть как при обычной пайке, но без применения припоя. Поэтому сваркой его называть неправильно, ведь при сварке расплавляются сами соединяемые металлы. Но название «холодная сварка» стало в технике традиционным. Принципиальным является пластическая деформация, перемещение по касательной в зоне контакта и очистка поверхности от оксидов.
К тому же «холодной сваркой» нынче называют ещё и особый тип эпоксидного клея, не имеющий к сварке вообще никакого отношения. Простите за модное слово, маркетинг…
И ещё немного о технологии. Существует оригинальный способ соединения, так называемые металлические клеи. Это смесь двух металлов, из которых один легкоплавкий, чаще всего — галлий (плавится при 30°С), второй — обычно медь или серебро, которые плавятся при гораздо более высокой температуре. Смесь используется как клей, отверждение производится при незначительном нагреве, и получается соединение твёрдое, иногда хрупкое (именно потому, что образуется интерметаллид) и более тугоплавкое (обычно 250—600°С). Тут мы как раз имеем диффузию, но не в соединяемые материалы, а внутри самого клея.
Если дома среди старых вещей или на улице вам встретится загадочный объект, сфотографируйте его и пришлите снимок. Мы постараемся рассказать о назначении объекта и привести его название. Или же это сделает кто-то из читателей, увидев присланные вами фото в журнале.
