-10 -3 -8 -7 -6 -5 -4 1д(рЬ)мм рт. ст. мин

Рис. 36. Зависимость степени деформации схватывания етщ для алюминия от— время вы-

держки в вакууме между очисткой и сваркой и р — вакуум) [21 ]

Рис. 35. Зависимость степени деформации схватывания Етщ от соотношения твердости окисной пленки и металла (по шкале Мооса)

Таким образом, зависимость emin = / ("7^")» полученную

Р. Тайлькотом, можно рассматривать лишь как качественную характерикстику влияния свойств пленки на условия холодной сварки. «Пленочная» теория находит некоторое подтверждение в описанных выше опытах [4] по сварке различных металлов с пленкой никеля, в которых необходимое значение emln определялось свойствами пленки. Дальнейшее подтверждение большой роли окисных пленок при холодной сварке было получено при сварке с очисткой металла в глубоком вакууме (до Ю-9 мм рт. ст. [21 ]).

В вакуумной камере специальной установки было смонтировано устройство для сдавливания образцов симметрично наклоненными пуансонами (см. рис. 25) и приспособление для очистки образцов шабером, проходящим через соединительный сильфон. Установка обеспечивала получение глубокого вакуума (до 7,5 х X Ю-10 мм рт. ст. после 12 ч работы с прогревом до температуры 130° С в течение 4 ч) с минимальным его загрязнением, в особенности органическими веществами.

На рис. 36 дана зависимость emln = / [log (pt)] для алюминия, где р — давление в камере (вакуум), at — время в мин с момента очистки образца до его сварки. Опыты проводили при pt С Ю_Б мм рт. ст. -мин, так как при больших pt разница между сваркой в вакууме и на воздухе практически исчезала. Из анализа полученной зависимости вытекает два важных следствия: а) условия холодной сварки в вакууме зависят не от р и t в отдельности, а от их произведения, которое определяет толщину адсорбируемой в вакууме окисной пленки на атомночистой поверхности металла и б) эффект повторного загрязнения ювенильной поверхности металла (его влияние на еш1п), заметно проявляющийся при pt^

» (3-^5)-Ю-8 мм рт. ст. -мин, указывает на то, что уже мономолекулярный адсорбированный слой является существенным препятствием для выполнения холодной сварки; действительно (см. стр. 35), образование такого слоя при 1 - Ю-8 мм рт. ст. происходит всего за 3 мин (т. е. при рг = 3-Ю-8 мм рт. ст.).

Если учесть, что реальная поверхность металла намного больше кажущейся и что коэффициент прилипания молекул газа к ней меньше единицы, то р\, необходимое для образования мономолекулярного слоя, будет значительно больше.

^ Осуществимость сварки алюминия при рг = 5-10-8 — — Ю-6 мм рт. ст.-мин с ега,„ = 10 -г- 35% (рис. 36) указывает на то, что при пленках, толщина которых соизмерима с мономолекулярным слоем, необходимая деформация меньше, чем для сварки на воздухе. Возможны три причины этого явления: а) движущиеся дислокации пробивают такие пленки, разрушают имеющиеся в них связи с образованием новых связей между атомами соприкасающихся пленок — сварка происходит через пленку;

б)тонкие, а возможно и несплошные пленки разрушаются при меньшей степени растекания металла (а оно уже при е = 20%

достигает 80%);

в)разрушение связей тонкой пленки с металлом легче, чем

обычной, более толстой пленки.

Учитывая высокую прочность связи с металлом хемосорбиро-ванного слоя (см. табл. 7), третье предположение вряд ли оправдано. Возможность сварки через окисную пленку уже рассматривалась в связи с работами [81, 88]. Такая возможность при холодной сварке нуждается в прямом экспериментальном подтверждении. Таким образом, наиболее вероятно второе предположение (о разрушении тонкой несплошной пленки при меньшей степени растекания).

Ряд исследователей [2, 21] и в их числе автор книги [28] высказывали предположение о том, что для холодной сварки металлов с атомночистыми и абсолютно ровными поверхностями необходимость в пластической деформации может полностью отпасть. Это возможно в том случае, если активные центры, образующиеся при очистке поверхности металла, сохранятся до момента сварки. В этом отношении интересны опыты Н. Д. Голего [49], который осаждал напылением в вакууме 1 (Ю-"—Ю-10) мм рт. ст, различные металлы (Си, Ag, А1) на тщательно отполированный торец стеклянного цилиндра сечением 1 см2. Напыленные торцы сжимали нормальными силами 1—2 сек без нагрева при очень малом давлении (1 Г/мм2). При этом схватывались как одноименные, так и разноименные металлы (Ag—Си, А1—Си) по площади, достигающей 30—40% общей поверхности контакта, и при отсутствии заметной пластической деформации.

В связи с этими результатами возникают два принципиальных вопроса: а) как был достигнут физический контакт между