ное различие в толщине пленки, по-видимому, мало влияет на условия ее разрушения и, как следствие, на образование соединения. Искусственная пленка твердого металла (хрома) на меди облегчает ее холодную сварку. Медь толщиной 1 мм сваривалась ПРИ emm=71% после хромирования (слой 5 мкм) emln = 55% [2].

Слой никеля на ряде металлов (алюминии, свинце, олове) приводит к образованию соединения при одинаковом значении emm (50%), меньшем, чем при сварке этих же металлов с естественной окисной пленкой [4]. Для изученных металлов emln, очевидно, определяется условиями очистки поверхности. Существенно, что пленка никеля на железе и латуни (Л62) не улучшает условий их сварки.

Легирование, как правило, затрудняет холодную сварку. На рис. 32, а приведены зависимости emm от степени легирования меди [130]. Аналогичные данные получены для двойных сплавов алюминия. Существует корреляция между упрочняющим влиянием легирующей примеси и ее воздействием на emm.

На рис. 32, б,по данным работы [1901, построена зависимость ест (увеличения площади сечения в момент начала схватывания) от содержания в чистом серебре меди. На кривой при содержании —1,10~3% Си имеется характерный перегиб. Опыты по измерению электросопротивления при нагреве проволоки, предварительно растянутой при температуре —183° С на 10%, показали, что присадка в серебро меди оказывает на процессы возврата и холодной сварки примерно одинаковое влияние [190]. Это дало основание выдвинуть в работе [190] предположение, что оба процесса обусловлены одним и тем же механизмом, связанным с движением в металле вакансий.

70

Содержание, % (атомн) о)

Содержание педи 6)

Рис. 32. Влияние легирования: а - на етш при сварке внахлестку меди (130]; б - на степень растекания в зоне соединения (ест). необходимую при холодной сварке встык серебра высокой чистоты, легированного медью

§ 3. ТЕОРИЯ ХОЛОДНОЙ СВАРКИ

В задачу такой теории входит объяснение (количественное или хотя бы качественное) неодинаковой свариваемости различных металлов и сплавов вхолодную. Различные теории холодной сварки можно разделить на две группы: а) теории, связывающие образование соединения с процессами, требующими значительной термической активации, и б) теории, по которым образование соединения идет без существенной термической активации. К первой группе относятся рекристаллизационная и дшрфузионная гипотезы.

По рекристаллизационной гипотезе металл в результате большой пластической деформации и наклепа, характерных для холодной сварки, приводится в состояние, в котором возможна его рекристаллизация при комнатной температуре. Рекристаллизация сопровождается коалесценцией тонких окисных пленок, приводящей к очистке поверхностей металла и образованию общих зерен, прорастающих через границу раздела свариваемых^тел. Эта теория, выдвинутая еще в 40-х годах, была поддержана позднее Дж. Парксом, сопоставившим температуры образования прочного соединения (при вдавливании круглых нагретых пуансонов на е = 5^-10%) и рекристаллизации для различных"'металлов [208]. Эти опыты, мало связанные с холодной1 сваркой, показали только, что нагрев до температуры рекристаллизации заметно облегчает сварку (рис. 33). Для некоторых металлов (например индия) рекристаллизация идет и при комнатной температуре, однако, как уже отмечалось, их сварку при этой температуре вряд ли правильно считать холодной.

Можно предположить, что в местах выхода дислокаций на соединяемые поверхности мгновенно повышается температура. Однако исследование структуры соединений, полученных холодной сваркой (рис. 34), и рентеге-ноструктурный анализ не обнаружили заметных проявлений рекристаллизации в зоне соединения. Дополнительным доказательством необоснованности рекристаллизационной гипотезы холодной сварки является возможность сварки алюминия при температуре —150° С [191] и ниобия при 20° С.

кГ/ппг 35,2\

$3 204 315 427 537 "С Теппература в зоне соединения

Рис. 33. Зависимость прочности соединения от температуры сварки [208]:

i — алюминий; 2 — серебро; 3 — медь; 4 — латунь; б — железо