При длительном нагреве свариваемых деталей под давлением, не приводящем к значительной макропластической деформации, характерной для Р, Т-процессов в твердой фазе, выравнивание соединяемых поверхностей с образованием между ними необходимого физического контакта контролируется в основном процессами ползучести, а возможно и родственными им процессами спекания. Эти процессы, связанные с диффузией, термически активируются и существенно ускоряются с ростом температуры.

Термическая активация в условиях Р,Т, А, /процессовсварки, по-видимому, является главным фактором, контролирующим кинетику образования соединения. Роль атермического процесса образования и движения дислокаций в создании соединения, типичного для процессов, сопровождаемых значительной пластической деформацией, для Р,Т, А, /-процессов, вероятно, невелика. Это не значит, что диффузионно-вакуумную сварку нельзя осуществить при высоком давлении и большой пластической деформации.

Однако такой процесс нетипичен для Р, Т, А, /-сварки и, по существу, соответствует Р, Т, Л-процессам.

В связи с рассмотрением Р, Т, А, /-процессов следует отметить, что в технике Р, Т, /-процессы не получили применения. Это связано с тем, что при нагреве на воздухе затягивание процесса, т. е. переход от Р, Т- к Р, Т, /-процессу, затрудняет получение бездефектного соединения из-за увеличения толщины образующихся при нагреве окисных пленок. Как следствие, такой переход не целесообразен.

Некоторое применение получила сварка с длительным нагревом без защиты металлов, поверхность которых очищается от окислов в результате предварительной совместной пластической деформации при холодной прокатке с большим обжатием [184].

Последующий длительный нагрев биметаллической заготовки, в которой между соединяемыми поверхностями уже имеется множество узлов схватывания, предупреждающих проникание в зону соединения воздуха, приводит к образованию соединения высокого качества. В данном случае сварка идет без внешнего давления и является процессом спекания в чистом виде. Ее можно было бы обозначить как Т, /-процесс, не имеющий, по существу, прямого отношения к сварке давлением. Однако это указывает на то, что в условиях диффузионно-вакуумной сварки при очень малом давлении и соответственно большой длительности процесса спекание может играть заметную роль при выравнивании поверхностей и образовании между ними соединения. Как показывает анализ экспериментальных данных (см. § 3), в обычных условиях Р, Т, А, /-сварки процессы, связанные с действием внешнего давления, являются определяющими.

§ 2. ОЧИСТКА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛА ПРИ НАГРЕ^ В ВАКУУМЕ

Ни один металл, кроме золота, нельзя считать устойчивым тив окисления на воздухе даже при комнатной температур1 (см. гл. II, § 3). Предварительная очистка от окислов, выполни мая на воздухе, не может обеспечить сохранения атомночис# поверхностей при сварке, так как при атмосферном давлении у достаточно 2,4 • Ю-9 сек для адсорбции мономолекулярного сг, газа (см. стр. 35), а в вакууме 1 - Ю-5 мм рт. ст., применяе/ при сварке, такой слой адсорбируется всего за 0,18 сек. При ж фузионно-вакуумной сварке очистка осуществляется в проц^ вакуумного нагрева. Ее механизм и кинетика определяются терн1 динамическими свойствами окислов и составом газовой фаз!,1 могут сильно отличаться в зависимости от рода металла или спл/

Теоретический анализ процессов очистки металлов от ок^ лов в условиях глубокого (космического) вакуума при рс/, яьг 1 - Ю-15 мм рт. ст. провел Дж. Хем [187]. Он рассмотрел^ тыре возможные по его мнению процесса: а) сублимация ОК1К, (или металла, поскольку в задачу исследования входило из}1^, ние возможных механизмов поверхностного разрушения метал^ в космических условиях); б) удаление окислов в резуль^ их диссоциации; в основу расчетов принят процесс конденса# диссоциации по формуле^

АВтв * А-тв ~\~ Вгаз',

(возможность газообразной диссоциации по формуле АВ,„ц ~~* Агаэ + Вгаэ не анализировалась); в) восстановление окио1^ за счет диффузии кислорода в металл, возможное при высо^ растворимости в нем кислорода; г) восстановление окислов Л. ментами-раскислителями, содержащимися в сплаве и диффу1' рующими при нагреве к границе раздела металл—окисел. ¡1 Скорость сублимации определена Дж. Хэмом подстанои^) соответствующих данных по давлению паров окислов (или мета'11' в уравнение Ленгмюра:

С = 0,0583р У*%(|5)

где б — количество вещества, испаряющегося в секунду с е' ницы поверхности тела, в г/см2 -сек; р — давление пара этого вещества в мм рт. ст; М — его молекулярный вес;

Т — абсолютная температура.$-

Уравнение Ленгмюра применимо только в случае, если д^ва ние паров по крайней мере на порядок выше давления газ^к внешней среде. Если принимается, что последнее пренебр^ тельно мало, то это ограничение отпадает.^