ванных электронов через
плоскость контакта и переноса части энергии через эту границу. Если группу
электронов одного и того же вещества активировать любым видом энергии
(тепловой, механической и т. д.), то, как это показано штриховой
линией для кривой 2 рис.
4.4, некоторая доля свободных электронов приобретет избыточную
энергию Е3
—
Е2.
Активируя, таким образом, какой-то объем одного и того же
вещества, мы создаем энергетическое неравновесие у границы исходного
и активированного веществ. Этот эффект обсуждался в гл. 1. Сейчас
представляет интерес рассмотреть контактирование разнородных материалов,
особенно таких контрастных, как, например, медь и никель, для которых
граничные энергии весьма различны. Для такого контакта, если его нагревать
током / (рис. 4.4, б), общее
тепловыделение в зоне контакта будет определяться суммарно теплотой
Джоуля и Пельтье, т. е.
(4.8)В зависимости от направления
тока теплота Пельтье будет или понижать температуру по какую-то сторону
плоскости контакта, или повышать ее против того значения, какое
обеспечивает теплота Джоуля. Оценивать относительную роль теплоты
Пельтье для различных контактов можно посредством показателей
термоэлектродвижущей силы, поскольку
(4.9)где сс — в мкВ, отнесенных к
абсолютной температуре. Так, в частности, для контактов медь + никель а =
+24; медь + + сплав константан сс = +42; направление термотоков — от меди
к никелю и константану. В связи с этим на схеме рис. 4.4, б при указанных
на нем направлениях внешнего тока / охлажда ющее действие эффекта Пельтье
будет проявляться на левой модели в меди и на правой —■ в никеле.
Особенно контрастны картины термо-ЭДС на границах металлов и оксидов.
На рис. 4.4, в
показано реальное контактирование медного электрода с
никелевой пластиной. Размеры оксидных слоев масштабно весьма
преувеличены, но значения термо-ЭДС в милливольтах даны
действительные при температуре контакта 1000 К. Суммарная термо-ЭДС
может составлять =р20 % от падения напряжения на контакте за счет
сварочного тока. Этот эффект и обусловливает различное проплавление
деталей в зависимости от направления сварочного униполярного тока для
разнородных металлов, если они несут на себе еще соответствующие оксидные
наслоения. Что же касается оксидных наслоений на электродах, то они
практически всегда действуют как микротермогенераторы, так как никто
и никогда не зачищает электроды после каждой точки.
Вообще технологам следует иметь
в виду особую роль или естественных, или даже искусственно наносимых
наслоений как на свариваемые детали, так и на наконечники электродов.
Твор-
