При интенсивном развитии деформационного рельефа и сближении контактных поверхностей создаются благоприятные условия для хорошего «прилегания» отдельных зерен и микрообъемов в зоне физического контакта. В этих условиях облегчается процесс формирования болынеугловых границ зерен, ориентированных вдоль первоначальной плоскости контактирования.

Благодаря вкладу развивающегося деформационного рельефа в образование физического контакта можно существенно уменьшить пластическую деформацию свариваемых изделий.

Экспериментальные исследования [4, 7] показали, что на развитии и характере деформационного рельефа сказывается наличие на свариваемых поверхностях слоя оксида: увеличение его толщины сдерживает развитие деформационного рельефа.

С ростом температуры процесса сварки, т.е. по мере увеличения скорости микропластической деформации, полный физический контакт образуется при меньшей пластической деформации.

Повышение температуры сварки интенсифицирует термически активируемый процесс микропластической деформации металла, образование физического контакта и диффузию кислорода из приповерхностного слоя в глубь металла.

Благодаря диффузии уменьшается сопротивление пластической деформации металла в зоне соединения, увеличивается скорость микропластической деформации и создаются благоприятные условия для развития деформационного рельефа. Поэтому при повышении температуры сварки физический контакт образуется с большей интенсивностью.

Сварочное давление также играет важную роль в развитии физического контакта. Многочисленные экспериментальные исследования показали, что при изотермическом нагреве образцов без приложения внешнего давления формирование физического контакта происходит в результате пластического течения металла под действием сил поверхностного натяжения или диффузионного массообмена.

Увеличение сварочного давления способствует микропластической деформации микровыступов и развитию деформационного рельефа.

Таким образом, образование физического контакта при диффузионной сварке связано с протеканием совокупности сложных (взаимосвязанных и конкурирующих друг с другом) процессов.

Вторая стадия — активация контактных поверхностей — образование активных центров. При сварке разнородных материалов на этой стадии возникают активные центры на поверхности более твердого из соединяемых материалов. Наличие этого периода и его длительность определяются особенностями пластической деформации более твердого материала.

При сварке одноименных материалов первая и вторая стадии практически сливаются в одну, так как активация обеих контакт-

ньгх поверхностей начинается уже в процессе их сближения при смятии микровыступов вследствие совместной пластической деформации.

Если между соединяемыми поверхностями образовался физический контакт, то активация контактных поверхностей — необходимое и достаточное условие образования сварного соединения в твердой фазе.

В результате активации поверхностей происходит валентное межатомное взаимодействие, при котором между атомами соединяемых поверхностей образуются химические связи. Этот процесс обычно называют схватыванием [7].

Схватывание — бездиффузионный процесс, в принципе происходящий при любых температурах, если возможна микропластическая деформация, что обусловлено не столько дислокационной природой активных центров, сколько необходимостью образования физического контакта хотя бы на локальных участках.

Элементарные акты схватывания наблюдаются при резании металлов, различных способах их обработки давлением, работе подшипников скольжения и т.д. В этих случаях схватывание — нежелательный процесс, и использование различных антифрикционных смазочных материалов при наличии контактирующих поверхностей позволяет предотвратить его.

При сварке давлением схватывание может быть необходимым, а иногда и достаточным процессом для образования сварного соединения в зависимости от природы соединяемых материалов и требований, предъявляемых к свойствам сварных соединений.

После схватывания могут развиваться процессы релаксационного гипа, степень и характер проявления которых связаны с тем-пературно-скоростными условиями деформирования при сварке, а также природой соединяемых металлов.

Известно [2], что для образования химической связи между атомами двух металлов (а это и есть элементарный акт схватывания), химические связи между атомами каждого из них и находящимися на их поверхностях атомами кислорода должны быть разорваны. На разрыв этих химических связей и направлена активация процесса.

Существует несколько способов активации, приводящих к разрыву химических связей между атомом металла и атомом кислорода в условиях термодеформационного взаимодействия: термический, энергетический, механический и химический [4].

Основные особенности активации контактных поверхностей при соединении металлов в твердой фазе обусловлены тем, что каждая из конденсированных фаз представляет собой систему, между атомами которой существуют химические связи.

Схватывание происходит на активных центрах, которыми при соединении материалов в реальных условиях (атомная и геометри-