При сварке свободная поверхность соединяемых частей и их поверхностная энергия уменьшаются. По термодинамической теории процесс сварки в связи с этим должен идти самопроизвольно

(спонтанно) и не только не тре­бовать затрат энергии, но даже освобождать некоторое ее коли­чество На практике сварка тре­бует затрат энергии и часто зна­чительных. Это кажущееся про­тиворечие можно объяснить на энергетической модели процесса (рис. 27).

На свободной поверхности металла, в положении /, атом имеет энергию h, атом в объеме металла, в положении ///,— меньшую энергии/ h0. Соедине­ние объемов металла с уничтожением свободной поверхности со­провождается освобождением энергии на один атом А/г == /г — /г0. Но чтобы переместиться из положения I в Положение III, атом

должен преодолеть энергетический барьер и пройти положе­ние И с энергией Н. Для этого атому нужно добавить энергию не менее АН — Н — Л. Энергия АН расходуется на упругую и пластическую деформацию металла, необходимую для сближения соединяемых поверхностей, на нагрев металла, разрушение поверх­ностных пленок и т. д. Нагрев металла снижает энергетический барьер, расплавление сводит высоту его почти к нулю, делая воз­можным соединение без дальнейших затрат энергии.