Алюминий окисляется относительно медленно. Однако при 450° С за ЗСГлшн при'Р (02) == 76 мм рт. ст. на нем образуется пленка толщиной около 170 А (привес 3-10"* г/см2). Характерно, что в опытах [130] при сварке предварительно прокаленных на воздухе (при Т — 450° С) образцов алюминия значение ешп оказалось практически таким же, как и при сварке капсулированных образцов (при Т = 18° С в обоих случаях 62%; при Т = 100° С 60 и 62%; при Т — 380° С — 48 и 47%). Нагрев образцов, очищенных стальной щеткой, непосредственно в сварочном приспособлении, после их сдавливания (т.е. в условиях затрудненного доступа воздуха к контактирующим поверхностям), позволил существенно снизить ет,п (например, при Т = 200° С с 57 до 46%).

Температурная зависимость етШ имеет участки медленного снижения ет1п (при Т Трекр) и быстрого уменьшения ет1п (при Т Трекр). Значительное облегчение условий сварки при нагреве выше температуры рекристаллизации установил также ДК- Парке [2081 (см. рис. 33).

При холодной сварке степень деформации емп (см. § 3, гл. ///) в зависимости от свойств свариваемого металла определяется либо условиями разрушения окисных пленок (на металлах с высокой пластичностью, например алюминии и меди), либо условиями сохранения узлов схватывания после снятия сварочного давления (например, при сварке железа). Сначала рассмотрим влияние нагрева до Т Трекр на условия сварки металлов. Малое количество экспериментальных данных позволяет лишь высказать некоторые предположения о роли низкотемпературного нагрева (Т ^ТреКр). Таких предположений может быть три:

1.Изменение механических свойств свариваемого металла при нагреве приводит к благоприятному изменению условий его растекания в плоскости соединения; при повышении температуры степень растекания, необходимая для разрушения окислов, достигается при меньшем е,,,,,, (прямого подтверждения этой гипотезы нет, наоборот, опыты при комнатной температуре показали, что условия растекания мягкого металла менее благоприятны, чем наклепанного [132].

2.Даже при сварке высокопластичных металлов с чистой поверхностью в глубоком вакууме для ее выравнивания и образования активных центров требуется некоторая деформация (в опытах [211 порядка 10%); эта деформация должна уменьшаться с повышением температуры вследствие возрастающей роли термической активации; вероятно, после разрушения и удаления из зоны стыка окисной пленки соединяемые поверхности должны быть еще немного продеформированы совместно для образования на них активных центров; необходимая степень такой деформации понизится с ростом температуры, что может немного уменьшить етШ, однако этим трудно обяснить снижение е^^более чем на 10% при повышении температуры сварки алюминия на воздухе с 18 до 200° С, 92

3. При нагреве благоприятно изменяется отношение твердостей окисла и металла (металл становится мягче, а твердость окислов почти не снижается), вследствие чего облегчается разрушение окисных пленок и уменьшается необходимая для сварки степень пластической деформации, это объяснение, по-видимому, наиболее вероятное.

Характерными представителями металлов, условия холодной сварки которых определяются собственными их свойствами, являются железо и перлитная сталь.

Дж. Хем показал на низкоуглеродистой стали (образцы с кольцевым надрезом разрывали в вакууме 5- 10~10лш рт. ст., затем через интервал времени t сдавливали их концы при напряжении асж — саТ и вновь разрывали), что повышение температуры заметно повышает прочность образующегося при сжатии соединения (растет р'

отношение - праз , где Р' и Рм прочность соединения и исход-

" ГрозРазР°э

ного образца). С повышением температуры (табл. 21) не только рас-р'

тет р^3 (при Тсв — 500° С, близкое к единице), но и увеличи-

вается произведение р1, при котором удается получить относительно прочное соединение.

Показатели прочности соединения после разрыва и повторного сдавливания образцов в вакууме [188]

Увеличение предельного значения р1 с ростом температуры можно объяснить уменьшением опасности образования на стали окисных пленок, так как адсорбирующийся на поверхности свежего излома кислород будет взаимодействовать с углеродом, скорость диффузии которого в стали быстро растет с нагревом. Увеличение относительной прочности соединения (с 0,15 до 0,95) с повышением температуры, по-видимому связано с уменьшением склонности стали к хрупкому разрушению и с понижением уровня напряжений, остающихся после снятия сварочного давления.

Нагрев выше температуры Трекр резко уменьшает еи1п для металлов, поверхность которых защищена от окисления в процессе нагрева. Особенно заметно влияние нагрева выше ТреКр при