§ 1. СХЕМА ПРОЦЕССА

Холодная сварка осуществляется при комнатной температуре без нагрева внешними источниками тепла; очистка и выравнива­ние свариваемых поверхностей, а также создание на них активных центров достигаются при этом за счет пластической деформации. Термин «холодная сварка» применим только к металлам и сплавам, температура рекристаллизации которых выше комнатной. Для легкоплавких металлов, в которых при этой температуре пласти­ческая деформация, сопровождаемая схватыванием, типичным для холодной сварки, сочетается с заметными диффузионными про­цессами, сварка при комн. дтной температуре теряет характер хо­лодной сварки.

Существует .несколько технологических вариантов холодной сварки, отличающихся схемой пластической деформации. Эта де­формация может вызываться только силами, нормальными к пло­скости соединения; иногда дополнительно прилагаются танген­циальные силы, ведущие к взаимному смещению соединяемых поверхностей. Вначале рассмотрим холодную сварку без приложе­ния тангенциальных сил. Она выполняется внахлестку вдавлива­нием пуансонов (рис. 21, о) в предварительно незажатые или зажа­тые детали или встык с зажимными устройствами, обычно обеспе­чивающими стесненную деформацию к концу процесса (рис. 21, б) [7, 14, 154].

Как при сварке внахлестку (рис. 22) [130], так и встык в пло­скости соединения наблюдается значительное растекание металла, обнаруживаемое по искажению координатной сетки. Растекание способствует разрушению пленки окислов и вытеснению ее облом­ков из зоны соединения, а также приводит к интенсивному дви­жению дислокаций с образованием активных центров на соединяе­мых поверхностях. Чем больше степень растекания металла, оце­ниваемая деформацией в плоскости соединения (в %), тем, оче­видно, больше вероятность разрушения окисных пленок.

Степень растекания металла, а следовательно, и условия сварки зависят от размеров пуансона и, в первую очередь, от отношения 44

его ширины (при прямоугольном пуансоне) или диаметра d к тол­щине листа 6. При любой степени вдавливания круглого пуан­сона (от 60 до 80% толщины листа) максимум растекания [2] на­блюдается при - g - = 2 (измерения производили на базе 0,5 мм). При вдавливании прямоугольных пуансонов максимальное расте - кание наблюдается при - g - = 1 (где В — ширина пуансона) [130].

Степень растекания имеет наибольшее значение в зоне, распо­ложенной непосредственно между пуансонами. Однако и в преде­лах этой зоны она неравномерна и зависит от базы измерения. В опыте с вдавливанием пуансона шириной 4 мм в пластину алю­миния толщиной 8 мм было показано, что при базе 0,5 мм и глу­бине вдавливания 60—70% степень растекания достигала 650— 900%; при этом участок ши­риной 0,5 мм после такой де­формации занимал почти всю ширину пуансона [130]. Это указывает на высокую сте­пень относительного растека­ния во всей зоне сварки вна­хлестку, которая на воздухе осуществляется для подав­ляющего большинства метал­лов при степени вдавливания пуансона выше 50%.

Степень растекания сра­внительно мало зависит от вида деформируемого метал­ла (рис. 23). У кадмия с г. п.

у.-решеткой она меньше, чем у металлов с г. ц. к.-решеткой, изученных в этих опытах (алюминия, меди, свинца).

При обычных соотношениях диаметра (ширины) пуансона и толщины свариваемого материала в результате его растекания про­исходит разрушение, а затем и вытеснение из зоны сварки хрупких пленок (окисных или специально нанесенных металлических). Процесс вытеснения прослоек иллюстрируется при вдавливании пуансонов в пакет из трех листов: наружных из алюминия и внут­реннего медного (рис. 24). Этот опыт, однако, не позволяет судить о степени полноты удаления меди. Пленка относительно твердого никеля, нанесенная гальванически на поверхность меди, разру­шалась при вдавливании пуансона на 60% толщины образца 12].