всю поверхность контакта, так как процесс предварительного смещения переходит в обычное трение скольжения).

В первом приближении величину предварительного смещения в случае образования между сжатыми телами большого количества микроконтактов радиусом а можно определить по формуле (63)

в предположении, что ур ^ 1., т. е. когда предварительное смещение достигает максимальной величины непосредственно перед переходом к скольжению (^~-^1^. При этом

Если принять далее, что нормальное напряжение в контакте равно утроенному пределу текучести (0т), то

= Зог или — =а.(65)

После подстановки в формулу (64) получим

х= 3(2~^ /-^а.(66)

Таким образом, для данных металлов предварительное смещение пропорционально радиусу контактных пятен. Если для стали принять р — 0,3; С- = 8-106 кГ/см2; / = 0,5 и Сг = = 4000 кР/см2, тох = 4-10_2а. При а - 0,1 мм х = 4-Ю-4 см = = 4 мкм. Ряд исследователей определяли величину предварительного смещения при трении металлов экспериментально. Обычно она не превышает 2,5—3 мкм. Однако по сводным данным в работе [86], предварительное смещение стальных образцов (при нормальной нагрузке до 20—30 кГ) достигает 15—20 мкм. Таким образом, величина предварительного смещения соизмерима с амплитудой ультразвуковых колебаний, применяемой при сварке (см. § 4).

При — / начинается скольжение, в ходе которого из-за

адгезии и взаимного внедрения трущихся тел возникают и разрушаются фрикционные связи, обусловливающие появление сил трения. Это приводит к изменению геометрии трущихся поверхностей, их нагреву и износу, изменению свойств металла в приповерхностных слоях и другим явлениям, влияющим на Р, Т, /-процессы сварки.

П. В. Крагельский различает пять видов нарушения фрикционных связей (рис. 176), возникающих при воздействии нормальных и тангенциальных сил и исчезающих после снятия нагрузки [86]. Связи адгезионного характера могут и не исчезать после снятия нагрузки, что, собственно, и лежит в основе Р, Т, /-процессов сварки.

В)

Рис. 176. Типы фрикционных связей: а — в момент приложения нагрузки; б — после ее снятия н разрушения связей

В первых трех видах связей преобладает механический фактор, в двух последних — молекулярный. В зависимости от степени развития адгезионных процессов и относительной глубины взаимного внедрения (к — глубина внедрения н Я — радиус

внедрившегося выступа) возможно срезание металла (рис. 176, а, Г); его пластическое оттеснение (рис. 176, а, II); упругое оттеснение (рис. 176, а, III), схватывание и разрушение поверхностных пленок или ювенильных поверхностей металла (рис. 176, а, IV) и, наконец, схватывание поверхностей, сопровождаемое глубинным вырыванием (рис. 176, а, V).

При сухом трении резание материала возможно при 0,1,

что в обычных условиях сварки практически исключено. Пластическое оттеснение, приводящее при длительном процессе к разрушению поверхностного слоя в результате многократного повторного передеформирования, при сухом трении возможно в случае

-д- 0,1. Однако при 0,01 (для стали) и 0,001 (для цветных металлов) пластическое оттеснение переходит в упругое.

При преобладающей роли адгезионного фактора переход от разрушения связей по поверхности трения к глубинному вырыванию определяется градиентом механических свойств в приповерхностных слоях металла. Если сопротивление срезу т с увеличением расстояния кх от поверхности трения в глубь металла растет, то разрушение произойдет в плоскости трения (т. е. при тт1п). Наоборот, при уменьшении т с ростом Нх следует ожидать разрушения с глубинным вырыванием. Последнее, в частности, возможно в случае упрочнения приповерхностного слоя в результате наклепа, а при трении разноименных металлов — вследствие образования прослоек твердого раствора или интерметаллидов высокой прочности, для чего обычно необходим нагрев трущихся поверхностей до достаточно высокой температуры.

Относительная роль механического и адгезионного факторов при образовании и разрушении фрикционных связей определяется