Рис. 58. Влияние толщины медной пластины (а), скорости сварки (б) и эффективной мощности дуги (в) на ширину валика и угол смачивания меди алюминием:

0 — ¥св = 21-5 ч/ч. Я = 11,92 кДж/с; 6—6 = 10 см, я = 11,92 кДж/с; е — 6 = = 10 см, Усв = 21,5 м/ч.

валиков (рис. 58) и рассчитывались термические циклы точек гарантийного смачивания меди алюминием. В табл. 7 приведены результаты расчета температур для точек с координатами х — 0 и у = В/2, а на рис. 57 штриховой кривой показаны термические циклы соответствующих точек. Анализ полученных данных показывает, что смачива! ие меди алюминием в условиях сварки происходит в том случае, когда температура нагрева медной кромки равна 1023—1073 К или выше и продолжительность контакта фаз при этих температурах превышает 2—3 с. Последнее согласуется с кинетическими зависимостями 6 (см. рис. 55), полученными в вакууме.

Смачивание титановых сплавов жидким алюминием. Смачивание титановых сплавов ВТ-1, ВТ-20, ОТ4-1, ВТ-14, ВТ6С и титана жидким алюминием изучалось в температурном интервале 943—1443 К на установке растекания капли УРК-3. Алюминий марки ч. д. а. плавился в условиях раздельного нагрева. Исследование проводилось в атмосфере гелия [256].

Установлено, что краевой угол первые 20 с уменьшается достаточно быстро, дальнейшая выдержка ведет к изменению краевого угла с по-

стоянной скоростью, намного меньшей, чем в первые моменты растекания, и при выдержке порядка 1 мин растекание алюминия по твердым подложкам прекращается с конечным углом, для титана равным нулю* (температуры 1183 и 1393 К) и для сплава ВТ-20 близким к 15° (температуры 1223 и 1323 К). Скорость изменения краевого угла смачивания вэ времени оценивалась графическим дифференцированием: в первые секунды выдержки скорость растекания алюминия по титану составляет 8 °С/с при Т = 1183 К и 140 °С/с при Т = 1398 К, а по сплаву ВТ-20 — 17 °С/с при Т = 1223 и 30 °С/с при Т = 1323 К. При более-длительной выдержке (20—60 с) скорость растекания уменьшается и во всех рассматриваемых случаях составляет 0,6—0,8 °С/с. Такое изменение скорости растекания во времени, по-видимому, связано с растворением титана в жидком алюминии: в первые моменты времени титан,.

Таблица 7. Результаты расчета температур при наплавке

растворяясь в алюминии, способствует снижению межфазной энергии: и появлению значительной движущей силы растекания. По мере насыщения расплава титаном движущая сила процесса растворения снижается и скорость растекания определяется течением расплава по твердой подложке.

Поскольку растворение титана в алюминии зависит от таких факторов, как температура и состав сплава подложки, естественно ожидать увеличения скорости растекания при повышении температуры, а также при растекании по поверхности, состоящей преимущественно из атомов растворяющегося компонента, т. е. титана.

Описанные выше экспериментальные результаты соответствуют ожидаемой связи: скорости растекания в первые секунды контакта фаз располагаются в порядке возрастания при увеличении температуры 8°С/с (ТО при 1183 К, 17°С/с (ВТ-20) при 1223 К, 30°С/с (ВТ-20) при 1323 К и 140°С/с (Т1) при 1398 К, а расчет энергии активации течения жидкого алюминия по исследуемым подложкам дает значения 184 кДж/моль в случае растекания алюминия по сплаву ВТ-20.