по смачиваемости алюминием Л (рис. 75, а) и \У (рис. 74, б). При одних и тех же условиях опыта лучше всего смачиваются подложки из "П, хуже всего — из и'.

Поскольку в исследуемых системах происходит химическое взаимодействие между подложкой и алюминиевым расплавом, о чем свидетельствуют данные металлографических исследований, процесс изменения угла 6 зависит от интенсивности физико-химических процессов, протекающих на межфазных границах. С этими процессами связано прежде всего изменение величин аж_г и ат_ж, которое приведет к изменению угла 0.

аб

Рис. 75. Временная зависимость контактного угла смачивания титана расплавом алюминия (тк = 170 мг):

а — под воздействием дугового разряда: / — /св =10 А; 2 — /св = 30 А; 3 — /св = — 45 А; б — без воздействия дугового ря?ряда: / — =- 190 мг; 2 — = 392 мг;

.3 — тк = 95 мг.

Анализ изменения поверхностных энергий в процессе смачивания твердых подложек расплавом алюминия свидетельствует о том, что существенный вклад в этот процесс вносит изменение величины межфазной энергии на границе твердое тело — расплав. При незначительных отклонениях системы от состояния равновесия изменение величины пропорционально разности химических потенциалов компонентов [114], т. е. Дах_ж = МДц., где М — коэффициент пропорциональности. Согласно данным [172], изменение сх__ж тем больше, чем больше максимальная работа химической реакции на межфазной границе. Уменьшение ат_ж вследствие массопереноса происходит до тех пор, пока не образуется промежуточный слой, который приводит к новому соотношению поверхностных энергий на межфазных границах.

В табл. 11 приведены значения теплоты образования ряда алю-минидов из последних литературных данных. Видно, что эти значе-

ния мало отличаются друг от друга, что обусловливает близкие толщины образующихся интерметаллических прослоек.

Однако при контакте с алюминиевым расплавом смачиваемость во многом определяется удалением оксидной пленки с поверхности алюминиевого расплава [274]. Удаление оксидной пленки зависит не только от воздействия дуги, но и от химического сродства материала подложки к кислороду. Очевидно, именно по этой причине несколько улучшается смачиваемость при введении в металл углерода, а также при использовании в качестве подложки титана, причем титан хорошо смачивается алюминиевым расплавом (рис 75, б) и без воздействия дугового разряда.

6. Влияние слоя волокон на процессы растекания и смачивания при сварке композиционных материалов

Процессы смачивания и растекания достаточно сложны при сварке гомогенных материалов. Еще более они усложняются при сварке ВКМ, когда растекание жидкой фазы происходит по ансамблю волокон. При этом необходимо решить две основные задачи: обеспечение необходимого растекания жидкой алюминиевой фазы и получения шва заданной фо мы и размеров; обеспечение полной пропитки слоев стальных волокон для исключения несплошностей между ними.

В связи с этим возникает необходимость детального изучения процессов межфазного взаимодействия с учетом искажений, вносимых наличием волокон [22, 260].

Рассмотрев схему формирования плакирующего слоя при дуговой сварке, можно сделать вывод, что при наличии волокон существуют два основных направления растекания жидкой фазы, отличающихся по условиям смачивания. В точке М растекание происходит вдоль волокон, а в точке N — поперек (рис. 76, а).