слоем на начальных этапах образования соединения происходит наиболее интенсивное развитие физического контакта, что объясняется высокой скоростью пластической деформации слоя. Этот процесс сопровождается увеличением плотности движущихся дислокаций и частоты их выхода на поверхность, в зону образующегося контакта.

Данные, приведенные на рис. 3.14, могут быть проиллюстрированы фрактограммами поверхностей изломов сварных соединений (рис. 3.15). Их разрушение произошло по промежуточному порошковому слою, причем при температуре сварки 400 °С харахтер разрушения хрупкий (рис. 3.15, о), при 7"= 500 "С — преимущественно хрупкий, но уже имеются зоны вязкого разрушения (рис. 3.15, б). При 7"= 600 'С разрушение вязкое, а глубокие ямки на поверхности излома свидетельствуют о высокой пластичности материала промежуточного слоя (рис. 3.15, в). Иными словами, с повышением температуры при Р= const и t= const прочность сварного соединения возрастает вследствие повышения пластичности промежуточного порошкового слоя, что, в свою очередь, обусловлено уменьшением его пористости и толщины. Кроме того, приведенные снимки еще раз подтверждают, что в процессе сварки через порошки наблюдается укрупнение исходных частиц за счет слияния пор.

При длительности сварки t = 5. 15 мин разрушение образцов происходит по границе промежуточного слоя, что возможно при неполном физическом контакте между соединяемыми поверхностями.

Рис. 3.15. Фрактограммы (8000") поверхностей излома сварных соединений, полученных при Р= 5 МПа, | = 30 мин и 7"= 400 (а), 500 (б) и 600 °С (в)

Рис. 3.16. Фрактограмма (8000") поверхности излома (7"= 600 "С, Р= 5 МПа и г = 30 мин): / — поверхность промежуточного слоя; 2 — промежуточный слой; 3 — его остатки на сварном образце

Сварные соединения, полученные при I = 20.30 мин, разрушаются по промежуточному слою, что свидетельствует о завершении процесса схватывания между поверхностями образца и этого слоя и химического взаимодействия. Доказательство тому — особенности структуры поверхности разрушения образца, сваренного при Т= 600 "С 1рис. 3.16).

На фрактограмме можно выделить три зоны. При сравнении зон / и .? видно, что характер их поверхности (размеры и глубина ямок) одинаков. Следовательно, зона 3 — это часть промежуточного слоя, по которому произошло разрушение.

Следует отметить, что механизм разрушения данного образца обусловлен двумя процессами: слиянием микропор (зоны / иЗ)и скалыванием (зона 2). Разрушение распространялось в основном между частицами (межзеренное разрушение). Это также подтверждается тем фактом, что процесс спекания порошковой прокатанной ленты связан с проскальзыванием частиц по границам зерен.

На основе данных, представленных на рис. 3.14, для фиксиро-нанных значений давления сварки (Р= 10 МПа) и относительного предела прочности (о„ = 0,6) по графику зависимости 1п» от 1/7"в проведен термоактивационный анализ процесса формирования сварного соединения. Его эффективная энергия активации состав-пяет 110 кДж/моль.

Таким образом, значения Еа процессов образования сварного соединения и спекания промежуточного слоя равны. Кроме того, они близки к соответствующему значению энергии активации для компактного никеля. Это позволяет заключить, что процесс формирования сварного соединения через порошковый промежуточный слой обусловлен процессом его спекания, в свою очередь, связанным с самолиффузией по границам зерен.

Результаты металлографического исследования сварных соединений армко-железа с никелевым гальваническим покрытием 1 рис. 3.17) показывают, каков характер изменения толщины промежуточного слоя в зависимости от режима диффузионной сварки. Видно, что наиболее однородные по толщине пленки формируются при Т= 500.600'С, Р= 20 МПа и г = 30 мин. Они обеспечивают максимальную прочность сварного соединения при отсут-