1.2. Холодный металлический
контакт
Вопросами теории холодных
контактов металлических поверхностей задолго до сварщиков занимались
технологи машиностроения. В этой области накоплен большой опыт,
который и следует позаимствовать для контактной сварки, но если речь
идет только о холодном контакте, находящемся под статическим
давлением.
Показатели шероховатости после
различных видов механической обработки поверхностей представлены в
табл. 5 приложения. Здесь же даны значения коэффициентов Ъ и v,
введенные в практику Н. Б. Демкиным и И. В. Крагельским
[31.
Как было ранее обусловлено,
шероховатость моделируется в виде пирамид с квадратным основанием.
Моделирование такого рода безусловно идеализировано, но без систематизации
размеров и форм шероховатостей невозможны никакие расчеты и даже
качественные выводы. На основании конкретных значений
шероховатости можно сделать вывод, что при всех видах обработки
пирамиды представляют собой сильно сплюснутые геометрические фигуры:
размеры основания в десятки или сотни раз превышают высоту пирамид. Такая
форма выступов определяет разную деформационную картину в зависимости
от программы приложения действующего давления и температуры
пирамиды.
Для ударного давления плоской
пластиной по холодной пирамиде она получает деформацию по схеме рис.
1.3, б. Нагретая целиком под действием статической или медленно
изменяющейся силы пирамида деформируется по схеме рис. 1.3, в.
Такого рода деформации характерны только для сил, сдавливающих
пирамиду от ее вершины точно по оси симметрии. Однако практически почти
при всех способах сварки давлением осевое давление сочетается со
сдвиговым в какую-либо сторону. Мало того, и чисто осевое давление в
свариваемом контакте как в отдельных микропирамидах, так и по всей
плоскости контакта всегда завершается сдвиговым эффектом. Как будет
показано в дальнейшем, этот эффект является самым главным фактором
формирования сварного соединения вообще.
Для равномерной осевой
деформации при полном смятии пирамида превращается в параллелепипед.
Частичная деформация создает идеализированную усеченную пирамиду.
Единичную площадь контакта смятой пирамиды у2
принято обозначать так:
(1.1)
В плоскости реального
металлического контакта (рис. 1.8) может образоваться л таких
площадок. Если считать всеДЛ, одинаковыми, то в сумме они составят
так называемую фактическую площадь контакта
(1.2)
Фактическая площадь контакта —
это в значительной мере показатель поверхностной шероховатости, но не
только. Чис-