filebar
Методические пособия по сварочным работам

Сварка давлением – часть 1

В контактах двух металлических поверхностей действие межатомных сил притяжения начинается на расстояниях (4 -5) 10“8 см. При обработке с наивысшей точностью создаются микрошероховатости размером 0,3—1 мкм, т. е. (0,3 -г-1) 10~4 см. Следовательно, соприкосновение под малым давлением, без заметных пластических деформаций, дает возможность атомного взаимодействия лишь в отдельных микровыступах. В зазорах устанавливаются только адгезионные связи между металлом и газовыми или жидкостными молекулами адсорбционных наслоений.

Для осуществления развитого схватывания, а в дальнейшем и сваривания необходимо либо действие высокого давления, при котором металл в некотором объеме вокруг плоскости контакта должен быть доведен до пластических деформаций, либо такого нагрева, который приводит к увеличению активности и подвижности частиц кристаллической решетки при одновременном действии и некоторого давления.

Оба процесса — и пластического деформирования, и нагрева— иногда в равной, иногда в различной мере создают такую общую концентрацию энергии в зоне свариваемого контакта, которая обеспечивает, по формулировке акад. П. А. Ребиндера, «перестройку поверхностных слоев контактирующих твердых тел, а также более медленные вторичные процессы взаимной диффузии, рекристаллизации и другие процессы, которые протекают уже самопроизвольно и во всяком случае требуют значительно меньшей энергии, чем работа деформирования для образования площадок непосредственного контакта твердых тел».

При сварке давлением может одновременно проходить целый ряд сложных металлофизических процессов: диффузия, рекристаллизация, ползучесть, образование и движение дислокаций, образование и движение вакансий и междуузельных атомов. Каждый из перечисленных процессов с различной степенью точности может быть рассчитан по известным математическим фор-мулам вида:
? =    (I)
??, + C.    (II)

В формулах Е1 и Е2 — энергии активации для возбуждения каждого рассматриваемого процесса (диффузии, рекристаллизации, образования и движения дислокаций и т. д.); 6? — тепловая энергия, сообщаемая исследуемому объему металла при данном опыте. Отношение этих энергий входит во все формулы как степенной показатель и является всегда безразмерной величиной, которая может служить критерием подобия для каждого исследуемого процесса.

Для характеристики процессов сварки давлением не могут быть использованы только те тепловые показатели, которые характерны для отдельно рассматриваемых металлофизических процессов. Для нее должны учитываться два одновременно действующих показателя — энергии механической и энергии тепло-вой. При этом существенно отметить, что оба вида энергии друг от друга неотделимы, так как действуют одновременно и в одном и том же направлении — изменения исходной структуры. Раздельные объемы металла в начале процесса превращаются в непрерывную структуру сварного соединения вокруг плоскости контакта. Если представить показатель механической энергии деформирования некоторого объема V через давление ?, то отношение сообщаемой энергии к предельной при постоянстве объема выразится через предел текучести ??.

Яндекс.Метрика