В кристаллах с преобладанием направленных связей аь п быстро растет с понижением температуры. Этим объясняется хладнохрупкость некоторых металлов, особенно резко выявляющаяся у переходных металлов с о. ц. к.-решеткой, для которых доля жестко направленных ^-орбит в образовании связей наиболее велика (до 0,9 [143]). Наличие в металле примесей внедрения всегда затрудняет пластическую деформацию (растет 2о„р) и также повышает склонность к хрупкому разрушению. Сравнительная роль направленности связей и примесей внедрения для металлов с о. ц. к.-решеткой пока не определена [147]. Легирование может двояко влиять на а5. „, во-первых, может изменяться а„ (как увеличиваться, так и уменьшаться ) и, во-вторых, из-за дополнительных препятствий может возрасти ал. Например, легирование железа, как правило, повышает температуру хладно-хрупкости перлитных сталей. Однако введение 3—5% N1 резко ее понижает [55].

По изложенной рабочей гипотезе, которую можно назвать деформационной, степень пластической деформации ет1п, дающей прочное соединение при холодной сварке на воздухе и характеризующей свариваемость металлов (сплавов) при этом процессе, должна быть, во-первых, не меньше е', достаточной для освобождения соединяемых поверхностей от окисных пленок и образования между чистыми поверхностями узлов схватывания, и, во-вторых, не меньше е", необходимой для сохранения узлов схватывания после снятия внешней нагрузки. Для высокопластичных материалов е' е" и етШ — г' — условия их холодной сварки определяются, в первом приближении, свойствами окисной пленки; для менее пластичных металлов е' [ е" и ет1п = е" — условия холодной сварки в основном определяются свойствами (хрупкостью) самого металла.

Остается неясным, почему для высокопластичных металлов в вакууме уже при е 10% достигается физический контакт, обеспечивающий получение прочного соединения, а для трудно-свариваемых материалов образование такого контакта (т. е. а Схкр) требует намного большей деформации, тем более что, как показало изучение самих деформаций (см. рис. 37), их характер мало зависит от рода деформируемого материала. Возможно, что в первом случае прочное соединение достигается без полной его физической сплошности.

В кажущемся противоречии с изложенным находятся также некоторые результаты опытов по влиянию легирования. Очевидно, что для высокопластичного металла, для которого е"Се\ небольшое легирование, хотя и повышающее е", еще не может изменить знака неравенства и должно сохраняться соотношение епип = е'- Однако в опытах по сварке медных [130] и алюминиевых сплавов [132] не выявлен горизонтальный участок на кривых егшп =/(о%) ПРИ степени легирования (а%), близкой к нулю. 72

Наличие такого участка обнаружено при обработке данных В. Гофмана и Я. Кирша, полученных при холодной сварке встык серебра с различной присадкой меди (см. рис. 32, б) [190]. До 1 -10~3% Си минимальная деформация в плоскости соединения (ест), достаточная для возникновения сварного соединения, оставалась постоянной (30—33%). При а1-10~3% величина ест быстро росла и начинала действовать зависимость ет = е". По-видимому, ът = 30% соответствует условиям разрушения ■ окисной пленки на серебре и является минимальной при холодной сварке на воздухе серебра и его сплавов. Экстраполяция кривой I ест = $ (а) до а = 0 должна определить в точке А минимальное значение ест (~10%) для сварки в вакууме нелегированного серебра с чистой поверхностью. К сожалению, нет экспериментальных данных, подтверждающих это предположение.

Из выдвинутых представлений вытекает одно бесспорное следствие: нельзя установить зависимость свариваемости любых металлов и сплавов (при холодной сварке на воздухе) от какого-либо свойства, единого для всех материалов.

Следует подчеркнуть, что связь условий холодной сварки с хладнохрупкостью материала носит в основном феноменологический характер и ее следует рассматривать лишь как рабочую гипотезу. Для более полного вскрытия физической природы процесса холодной сварки и его зависимости от строения свариваемого металла необходимы дальнейшие исследования.

§ 4. ХОЛОДНАЯ СВАРКА РАЗНОИМЕННЫХ МЕТАЛЛОВ (ПРИ ДЕФОРМИРОВАНИИ НОРМАЛЬНЫМИ СИЛАМИ)

Этот процесс применяется, в частности, для армирования алюминиевых проводов медными наконечниками. Схватывание в ходе совместной холодной пластической деформации используется в одном из технологических процессов получения двух- и многослойного проката [184]. Ленты из свариваемых материалов пропускают через зачистную машину непрерывного действия. Через несколько секунд ленты попадают в стан, в котором они совместно прокатываются вхолодную с обжатием до 65%. Такая деформация, сопровождаемая некоторым адиабатическим нагревом, достаточна для образования прочньп узлов схватывания, допускающих сматывание многослойной ленты в рулоны. Последующий печной нагрев (не имеющий отношения к холодной сварке) обеспечивает получение прочной композитной ленты.

Применяемая степень деформации, несмотря на адиабатический нагрев, могущий достигать в очаге деформирования 200— 300° С, недостаточна для прочного соединения лент по всей поверхности. Однако образование многочисленных узлов схватывания подтверждает принципиальную возможность образования металлических связей между многими разноименными металлами