§ 1. СХЕМА ПРОЦЕССА

Холодная сварка осуществляется при комнатной температуре без нагрева внешними источниками тепла; очистка и выравнивание свариваемых поверхностей, а также создание на них активных центров достигаются при этом за счет пластической деформации. Термин «холодная сварка» применим только к металлам и сплавам, температура рекристаллизации которых выше комнатной. Для легкоплавких металлов, в которых при этой температуре пластическая деформация, сопровождаемая схватыванием, типичным для холодной сварки, сочетается с заметными диффузионными процессами, сварка при комнатной температуре теряет характер холодной сварки.

Существует .несколько технологических вариантов холодной сварки, отличающихся схемой пластической деформации. Эта деформация может вызываться только силами, нормальными к плоскости соединения; иногда дополнительно прилагаются тангенциальные силы, ведущие к взаимному смещению соединяемых поверхностей. Вначале рассмотрим холодную сварку без приложения тангенциальных сил. Она выполняется внахлестку вдавливанием пуансонов (рис. 21, а) в предварительно незажатые или зажатые детали или встык с зажимными устройствами, обычно обеспечивающими стесненную деформацию к концу процесса (рис. 21, б) [7, 14, 154].

Как при сварке внахлестку (рис. 22) [130], так и встык в плоскости соединения наблюдается значительное растекание металла, обнаруживаемое по искажению координатной сетки. Растекание способствует разрушению пленки окислов и вытеснению ее обломков из зоны соединения, а также приводит к интенсивному движению дислокаций с образованием активных центров на соединяемых поверхностях. Чем больше степень растекания металла, оцениваемая деформацией в плоскости соединения (в %), тем, очевидно, больше вероятность разрушения окисных пленок.

Степень растекания металла, а следовательно, и условия сварки зависят от размеров пуансона и, в первую очередь, от отношения

а)в)

Рис. 21. Схемы холодной сварки: а -внахлестку без предварительного и с "Г*^рп™™ыи'зажшем^рше-„„« петалей- 6 — встык с зажимами К. К. Хренова и 1 . 11. сахацкого (слева; ""зажимами С. Б. Айнбнндера и Ж. Н. Упита (справа): / - свариваемые детали; 2 — прижимы; 3 — пуансоны

его ширины (при прямоугольном пуансоне) или диаметра d к толщине листа 6. При любой степени вдавливания круглого пуансона (от 60 до 80% толщины листа) максимум растекания [2] наблюдается при = 2 (измерения производили на базе 0,5 мм). При вдавливании прямоугольных пуансонов максимальное расте-кание наблюдается при ^- = 1 (где В — ширина пуансона) [130].

Степень растекания имеет наибольшее значение в зоне, расположенной непосредственно между пуансонами. Однако и в пределах этой зоны она неравномерна и зависит от базы измерения. В опыте с вдавливанием пуансона шириной 4 мм в пластину алюминия толщиной 8 мм было показано, что при базе 0,5 мм и глубине вдавливания 60—70% степень растекания достигала 650— 900%; при этом участок шириной 0,5 мм после такой деформации занимал почти всю ширину пуансона [130]. Это указывает на высокую степень относительного растекания во всей зоне сварки внахлестку, которая на воздухе осуществляется для подавляющего большинства металлов при степени вдавливания пуансона выше 50%.

Степень растекания сравнительно мало зависит от „ лп т,

,Рис. 22. Искажение координатной сетки

вида деформируемого метал- прн ВдавливанИи пуансона (на 66%) ла (рис. 23). У кадмия с г. п.в образец из алюминия [130]