filebar
Методические пособия по сварочным работам

Холодная сварка металлов

В сварочной практике длительное время применяются процессы сварки с использованием высокотемпературных источников тепла; при этом металл изделия в местах сварки доводится до плавления или пластичного состояния. Только в самое последнее время показано, что сварку металлов можно осуществлять и при комнатных температурах, без нагрева металла до высоких температур. Соединение металлов при таком методе сварки происходит в твердом состоянии вследствие образования металлических связей на свариваемых поверхностях при их совместном деформировании.

n

Процесс образования металлического соединения при холодной сварке можно представить следующим образом для идеального случая. Предположим, что имеются два куска металла, поверхности которых абсолютно гладкие и чистые. При сближении этих кусков наряду с гравитационными и молекулярными силами, величины которых для металлов малы, будут возникать силы металлической связи. Известно, что металлы представляют собой конгломерат из положительно заряженных ионов и электронов. Взаимодействие между облаками электронов и ионами, находя-щимися в узлах кристаллической решетки, определяет монолитность и прочность кусков металла. При сближении двух металлических поверхностей происходит коллективизация электронов, в результате чего возникают силы взаимодействия между поверхностями. При достаточном сближении образуется общее электронное облако и, следовательно, единый агрегат из двух кусков металла. Из приведенных выше рассуждений следует, что при сближении идеально гладких и идеально чистых поверхностей между ними самопроизвольно возникают межатомные силы взаимодействия, т. е. происходит образование прочного соединения.

n

Однако в реальных условиях все металлические поверхности имеют неровности и покрыты окислами, пленками газов и жидкостей. Это существенно меняет картину взаимодействия поверхностей при их сближении. При сближении поверхностей с неровностями вначале возникает контакт в отдельных наиболее высоких точках. Для получения контакта по большей поверхности нужно произвести деформирование участков, уже вступивших в контакт. Чем больше должна быть площадь контакта между сжимаемыми телами, тем, очевидно, больше нужно деформировать неровности, вступившие в контакты, и тем больше должна быть сжимающая сила. При достижении определенной степени деформации происходит объединение отдельных точек контакта в общую площадь контакта. Необходимо только, чтобы в области контакта не возникали большие упругие напряжения, способные разрушать соединения после удаления внешней нагрузки. Еще одним фактором, затрудняющим сварку металлов, является наличие на поверхностях окисных пленок, пленок жидкостей, газов и различного рода органических и иных загрязнений.

n

На всех металлах, кроме так называемых благородных (золота, платины, и некоторых других), в атмосферных условиях очень быстро возникает окисная пленка. Окисные пленки имеют толщину на несколько порядков больше, чем межатомные расстояния, поэтому они препятствуют образованию металлической связи.

Яндекс.Метрика