объема металла, которое может достигнуть столь высокого уровня, что физический контакт прекратит развиваться. Из этого следует, что, во-первых, при грубой поверхностной обработке свариваемой детали, когда микровыступы на контактной поверхности имеют большую высоту, указанный эффект де формационного упрочнения приконтактного объема будет проявляться в большей степени. Повышение шероховатости поверхности означает уменьшение утла при вершине микровыступов. Сварочное давление, приложенное к деталям с такой поверхностью, обеспечивает более высокую скорость микропластической деформации по сравнению со случаем, когда поверхность имеет микровыступы с большим углом при вершине. Таким образом, деформационное упрочнение микровыступов при грубой обработке поверхности будет более значительным. Помимо этого при наличии грубо обработанной поверхности, у которой микровыступы характеризуются малыми углами при их вершинах, ввиду высокой степени локализации пластического течения по вершинам микровыступов происходит интенсивное деформационное упрочнение этих областей. Процесс упрочнения сопровождается резким снижением скорости деформации микровыступов и интенсивности формирования физического контакта. По мере уменьшения шероховатости контактных поверхностен и соответственно увеличения углов при вершинах микровыступов в пластическое течение, ранее ограничивавшееся микровыступами, вовлекаются приконтактные объемы материала. В условиях происходящего снижения степени локализации деформации физический контакт образуется с большей интенсивностью, чем при грубой обработке контактных поверхностей. Во-вторых, поскольку упрочнение является структурно-чувствительным процессом, выбор соответствующей исходной структуры позволит если не предотвратить, то хотя бы уменьшить деформационное упрочнение приконтактного объема. Необходимо также отметить следующее. Пластическая деформация, обусловленная движением дислокаций, всегда приводит к образованию на поверхности характерного рельефа — следов скольжения как по границам зерен, так и в их объеме. Геометрические параметры указанного рельефа определяются механизмами деформации. Физический контакт, образовавшийся в результате микропластической деформации, всегда имеет микронесплошности, заполнение которых веществом может происходить только за счет диффузионных процессов. Понятие физического контакта относится к двум соединяемым поверхностям, находящимся на таком расстоянии друг от друга при котором происходит валентное межатомное взаимодействие. Наличие микронесплошностей даже атомного размера уменьшает фактическую площадь физического контакта. Увеличение площади физического контакта на начальных этапах формирования соединения происходит при преимущественном действии пороговых механизмов пластической деформации. Однако такая деформация ограниченна, так как приконтактный объем материала упрочняется, а механическое напряжение в контакте снижается. После того как напряжение достигнет минимального значения и станет недостаточным для действия пороговых механизмов деформации, зона соединения будет представлять собой структуру, в которой дефекты находятся в плоскости первоначального контакта. При сварке однородных металлов такие дефекты расположены вдоль границы, которая по своим свойствам аналогична больше-угловой границе зерен. Если движущая сила миграции такой границы достаточна для начала ее перемещения из плоскости контакта, то полный физический контакт может образоваться за счет растворения дефектов, расположенных внутри зерен. Если же движущая сила миграции недостаточна для начала движения границы зерен, то формирование полного физического контакта будет сопровождаться растворением указанных дефектов на межзеренной границе [4]. При уменьшении шероховатости соединяемых поверхностей заметное влияние на интенсивность развития физического контакта может оказывать деформационный рельеф, образующийся на контактных поверхностях в результате кристаллографического скольжения внутри зерен при определенных условиях — вследствие проскальзывания по границам зерен. Развитие деформационного рельефа положительно сказывается на формировании физического контакта, поскольку при деформации микровыступов расширяются зоны контактирования. По мере накопления микропластической деформации и при уменьшении шага неровностей влияние деформационного рельефа на образование физического контакта возрастает, так как уменьшающийся зазор между поверхностями на участках, содержащих непровары, может полностью перекрываться выступами деформационного рельефа. Интенсивность развития деформационного рельефа с повышением температуры увеличивается. Его влияние на формирование соединения наиболее значительно, когда развитие рельефа и сближение контактных поверхностей происходят примерно с одинаковой интенсивностью. Наличие у исходных поверхностей грубого деформационного рельефа затрудняет образование физического контакта.
Карта
|