Б.И. Костецкий и И.П. Ивженко [9] предложили вакансионную модель процесса сварки металлов в твердом состоянии, согласно которой в зоне контакта поверхностные массы перемещаются на глубину нескольких тысяч нанометров. Сущность этого процесса состоит в перемещении точечных дефектов (вакансий) во время пластической деформации контактных поверхностей. По мнению авторов, для соединения металлов необходимо протекание ряда последовательных процессов: сближения поверхностей на расстояние межатомного взаимодействия, увеличения плотности точечных дефектов (вакансий и дислоцированных атомов) в поле контакта и, наконец, массопереноса при перемещении точечных дефектов. Сближению поверхностей соединяемых металлов способствует пластическая деформация, в результате нее создается определенная концентрация иакансий, замещение которых достаточно для образования прочного соединения. Расчет концентрации вакансий предлагается проводить по формуле Зейтца и Мотта: С =10-4 е , где е — степень пластической деформации.

Таким образом, рассмотренные гипотезы можно подразделить на две основные группы. К одной группе относятся гипотезы (пленочная, ре-кристаллизационная, энергетическая), по которым соединения образуются в результате межатомных сил взаимодействия. Гипотезы другой группы (диффузионная,'~'вак'лаИШД| бР.ьясняют образование прочного соединения металлов дафф_^зией. Однако изложенные гипотезы освещают лишь отдельные стороны процесса схватывания металлов, но не дают ему исчерпывающего объяснения. Кроме того, они не отвечают на вопрос о количественной зависимости прочности сварного соединения от параметров процесса и физико-химических и механических свойств соединяемых металлов.

2. Три стадии процесса образования твердофазного соединения

Поверхности твердых тел в атмосферных условиях, как правило, инертны, так как валентности их атомов насыщены связями с атомами окружающей среды Классическим примером насыщения является процесс окисления веществ в атмосфере. На окисленной поверхности твердого тела могут идти процессы типа физической адсорбции, обусловленные силами притяжения или ван-дер-ваальсовыми силами. Для осуществления хемосорбции (химической адсорбции) на реальной поверхности требуется затрата энергии на активацию этой поверхности [ 10]. Этот процесс можно иллюстрировать схемой изменения потенциальной энергии при физической адсорбции и хемосорбции (рис. 1). Из сопоставления приведенных кривых можно видеть, что теплота хемосорбции больше теплоты физической адсорбции, при которой молекула приближается к поверхности на менее близкое расстояние, чем при физической адсорбции. По мере того как молекула приближается к поверхности, она испытывает вначале влияние физических (ван-дер-ваальсовых) сил притяжения, которые действуют на больших расстояниях, чем силы химической связи. Таким образом, энергия молекулы изменяется по кривой /. Возможность хемо-