И теперь
получаем:
(3.44)Скорость звука сав определяется так:
(3.45)где G — модуль сдвига,
Н/ма = кг-м/^м3).
На основе этих выводов можно
представить себе сущность холодной сварки в виде физической схемы,
излагаемой следующим образом. Как было показано расчетами, осадка в
макрообъеме создает недостаточный нагрев. Оценим количественно
температуру, достигаемую при плоскостном сдвиге [см. формулу (3.44)]. Из
нее получаем равенство
(3.46)Как видно, число 12 — это
значение критерия Ксдв Для энергии сдвига, если температура эффекта
сдвига равна точке плавления 6ИП. Принимаем следующие
физические константы:
е„л в. 10-». п. 10м. ею.10«.
а. см»/е
ем атом/см' ем/с
Для меди...... 1356 2,55 0,85 0,384 0,82
» алюмнння ... 923 2,86 0,60 0,584 0,80
Для холодной сварки меди и
алюминия снова используем опытные рекомендации ВНИИЭСО:
Ш. % Рсдв-
Дж/см"
Для меди.................. 75—125
1250—1450
» алюминия.............. . 50—100 550—800
По этим данным формула (3.46)
определяет следующее число слоев элементарных кристаллов, участвующих во
взаимном сдвиге:
Число слоев г...............
140—120 115—80
Общая толщина слоев Д, мкм...... . 0,35—0,3
0,33—0,23
Как видно, толщина сдвига
настолько мала, что не просматривается с помощью обычных систем
оптических микроскопов. И тем не менее плоскостный эффект сдвига,
завершающий осадку, дает тот самый необходимый для сваривания
высокотемпературный импульс, который и завершает процесс формирования
непрерывной кристаллической структуры по контактной плоскости. К
моменту сваривающего микросдвига контактная плоскость образуется
внутренними слоями металла. Поскольку все загрязнения были вытеснены
осадкой, сдвиг происходит по идеально чистому металлу. Все изложенные
здесь расчеты и соображения относятся к холодной сварке. Для других
процессов сварки давлением, например сварки трением,
экспериментальные и расчетные числа будут совсем
другие.
