тактной поверхности, и на уровне греб не й-впадин сварочных волн обычно достигает немногих десятков градусов (на много меньших расстояниях от контактной поверхности могут наблюдаться повороты, приближающиеся к 90° [229, 230]).

Эти факты общеизвестны, но при их рассмотрении обычно не обращают внимания на два обстоятельства, которые играют решающую роль в формировании соединения.

Поскольку СВ осуществляется при дозвуковых скоростях, Ук с (где с — скорость звука в свариваемых металлах), то поле давлений захватывает часть области впереди точки контакта, и вращение элементов внутренних (контактных) поверхностей соединяемых пластин начинается еше в набегающем потоке. Это обстоятельство, по-видимому, имеет универсальное значение для формирования бугров деформации [229] во всех режимах СВ с волнообразованием на границе соединения.

Центробежные силы настолько велики, что еще в набегающем потоке (до достижения точки контакта) могут вызывать появление и быстрый рост неустойчивостей, резко изменяющих характер течения вблизи точки контакта.

Приведем некоторые оценки.

Из теории упругости [231] известно, что напряженное состояние, предшествующее началу пластического течения вращающихся осесимметрич-ных тел типа дисков и валов, определяется соотношениями типа

а' = А(ч)р(У)2,(3.52)

где А(ч) ~ численный коэффициент, который (порядка 0,1.1,0) зависит от геометрической формы тела и числа Пуассона v; р — плотность; ст* — разрушающее напряжение; V* — предельное значение окружной скорости V. Для сплошного диска, например, максимальным оказывается радиальное растягивающее напряжение в центре диска, где оно составляет о = 0,125(3 + ч)рУг. Когда К достигает значения, при котором напряжение

сравнивается с пределом текучести, в центре диска появляется пластическая зона, а при дальнейшем увеличении скорости диск теряет устойчивость и разрушается. Из (3.52) следует, что для заданной геометрии вращающегося тела предельная скорость вращения V* оказывается характеристикой материала. Для большинства свариваемых металлов значения V имеют порядок сотен метров в секунду (для стальных дисков — 300. 600 м/с). Как следует из приведенных рассуждений, при СВ в малой области вблизи линии контакта элементы металла вращаются настолько быстро, что окружные скорости могут превышать свои предельные значения. Поэтому еще перед линией контакта свариваемых поверхностей начинаются пластическое течение и потеря устойчивости, приводящие к образованию бугров деформации и отрезков струй (отметим, что по существу формула (3.52) по структуре совпадает с условием (3.51)).

Представим, что во внешнюю поверхность диска, врашающегося со скоростью, близкой к предельной, попадает высокоскоростная струя-боек.