Клинопрессовая сварка давлением разнородных металлов

Листать книгу

Страницы: ... ... ...

скачать книгу Клинопрессовая сварка давлением разнородных металлов

Даны рекомендации по конструктивному оформлению сварных соединений и обобщен опыт внедрения в промышленность технологии клинопрессовой сварки трубчатых переходников из разнородных металлов, а также труб и полых цилиндров из композиционного материала алюминий — бор с законцовками из сплавов алюминия и титана
...
Она характеризуется весьма высоким уровнем касательных контактных напряжений и локализацией пластической деформации в зоне соединения, благодаря чему существенно облегчается активация соединяемых поверхностей и снижаются затраты энергии на образование прочного соединения
...
В этом отношении способ клинопрессовой сварки имеет ряд неоспоримых преимуществ перед сваркой трением, не говоря уже о диффузионной сварке и других методах, требующих использование высоких температур
...
Она характеризуется весьма высоким уровнем касательных контактных напряжений и локализацией пластической деформации в зоне соединения, благодаря чему существенно облегчается активация соединяемых поверхностей и снижаются затраты энергии на образование прочного соединения
...
В этом отношении способ клинопрессовой сварки имеет ряд неоспоримых преимуществ перед сваркой трением, не говоря уже о диффузионной сварке и других методах, требующих использование высоких температур
...
Исходя из этого, представляет интерес кратко рассмотреть развитие теоретических представлений о соединении материалов в твердой фазе вообще (независимо от конкретного способа твердофазной сварки), критически проанализировать состояние вопроса и сформулировать основные существующие на сегодняшний день представления о физической сущности процесса твердофазного взаимодействия
...
Развитие теоретических представлений о соединении материалов в твердой фазеДля объяснения сущности процесса сварки материалов в твердом состоянии предложен ряд гипотез
...
Айнбиндером [ 1] и Уейтхедом [ 2], основана на предположении, что для образования соединения необходимым и достаточным является сближение чистых (ювенильцых) поверхностей соединяемых металлов на расстояние межатомного взаимодействия
...
Соединение же образуется в результате схватывания, представляющего собой бездиффузионный процесс объединения кристаллических решеток совместно деформированных металлов
...
При сближении контактных поверхностей вначале увеличивается площадь контактирования из-за смятия микровыступов, затем растрескиваются и выносятся к ' периферии окисные пленки, наконец, ювенильные поверхности сближаются и образуется соединение [1]
...
Анализ примеров сварки металлов в последнем случае позволяет предполагать, что окисные пленки в принципе не препятствуют образованию соединения, так как керамические материалы в основном состоят из окислов
...
Исходя из этого, представляет интерес кратко рассмотреть развитие теоретических представлений о соединении материалов в твердой фазе вообще (независимо от конкретного способа твердофазной сварки), критически проанализировать состояние вопроса и сформулировать основные существующие на сегодняшний день представления о физической сущности процесса твердофазного взаимодействия
...
Развитие теоретических представлений о соединении материалов в твердой фазеДля объяснения сущности процесса сварки материалов в твердом состоянии предложен ряд гипотез
...
Айнбиндером [ 1] и Уейтхедом [ 2], основана на предположении, что для образования соединения необходимым и достаточным является сближение чистых (ювенильцых) поверхностей соединяемых металлов на расстояние межатомного взаимодействия
...
Казаков объясняет получение прочного соединения возникновением нормальных металлических связей в результате локальной пластической деформации при повышенной температуре, сближения контактных поверхностей, максимального увеличения площади контакта и взаимной диффузии атомов соединяемых металлов
...
Гегузин [ 7], рассматривающие теорию спекания, считают соединение металлов при температурах, при которых диффузия в объеме практически отсутствует, следствием поверхностной диффузии или интенсивного локального разогрева в тонком поверхностном слое в результате процесса пластической деформации
...
Способность к соединению взаимно нерастворимых металлов, наблюдаемая на практике [ 8], с позиции диффузионной гипотезы объясняется возможностью взаимной диффузии в некотором, очень тонком слое у тех металлов, которые считаются взаимно нерастворимыми
...
Семенов [ 3] предложил энергетическую гипотезу схватывания, согласно которой сближение чистых металлических поверхностей с различно ориентированными кристаллами на расстояние межатомного взаимодействия является необходимым, но еще не достаточным условием образования сварного соединения
...
Для образования металлических связей энергия атомов, хотя бы одной из соединяемых поверхностей, должна превышать определенный уровень, характерный для данного материала — энергетический порог схватывания
...
Ивженко [9] предложили вакансионную модель процесса сварки металлов в твердом состоянии, согласно которой в зоне контакта поверхностные массы перемещаются на глубину нескольких тысяч нанометров
...
По мнению авторов, для соединения металлов необходимо протекание ряда последовательных процессов: сближения поверхностей на расстояние межатомного взаимодействия, увеличения плотности точечных дефектов (вакансий и дислоцированных атомов) в поле контакта и, наконец, массопереноса при перемещении точечных дефектов
...
Сближению поверхностей соединяемых металлов способствует пластическая деформация, в результате нее создается определенная концентрация иакансий, замещение которых достаточно для образования прочного соединения
...
К одной группе относятся гипотезы (пленочная, ре-кристаллизационная, энергетическая), по которым соединения образуются в результате межатомных сил взаимодействия
...
Кроме того, они не отвечают на вопрос о количественной зависимости прочности сварного соединения от параметров процесса и физико-химических и механических свойств соединяемых металлов
...
Три стадии процесса образования твердофазного соединенияПоверхности твердых тел в атмосферных условиях, как правило, инертны, так как валентности их атомов насыщены связями с атомами окружающей среды Классическим примером насыщения является процесс окисления веществ в атмосфере
...
Из сопоставления приведенных кривых можно видеть, что теплота хемосорбции больше теплоты физической адсорбции, при которой молекула приближается к поверхности на менее близкое расстояние, чем при физической адсорбции
...
Характер изменения потенциальной энергии атома (£") при физической адсорбции (/) и хемосорбции (с) в зависимости от расстояния от атома до поверхности твердого теласорбции молекулы и дальнейшего изменения ее энергии по кривой с определяется способностью молекулы достичь точки р, в которой возможен переход
...
Физически этот акт можно объяснить процессом разрыва насыщенных связей на поверхности адсорбирующего тела, который приводит к появлению неспаренных электронов (радикалов), способных участвовать в химическом взаимодействии
...
Этот процесс характерен и для сварки в твердой фазе, когда четко проявляются указанные стадии развития физического контакта (физической адсорбции) и химического взаимодействия (хемосорбции)
...
При этом активируется контактная поверхность пластически деформированного материала из-за выхода дислокаций [13], что создает условия для возникновенияв контакте слабых химических связей
...
Расчеты кинетики стадии образования физического контакта разработаны для процесса сварки с низкоинтенсивным силовым взаимодействием типа термокомпрессионной и диффузионной, для которых эта стадия достаточно продолжительна
...
Характер изменения потенциальной энергии атома (£") при физической адсорбции (/) и хемосорбции (с) в зависимости от расстояния от атома до поверхности твердого теласорбции молекулы и дальнейшего изменения ее энергии по кривой с определяется способностью молекулы достичь точки р, в которой возможен переход
...
Решающую роль на этой стадии играют квантовые процессы электронного взаимодействия Согласно работе [13], вторая стадия процесса обусловлена задержкой развития упруго-пластической деформации более твердого из соединяемых материалов, например полупроводника, при сварке полупроводников с металлами
...
Она заканчивается образованием на контактной поверхности твердого материала активных центров (в частности, дислокаций), которые, во-первых, разрывают насыщенные химические связи, подготавливая поверхность для твердофазного взаимодействия, во-вторых, имеют поля упругих искажений решетки, которые обусловливают локальное искажение энергетических зон и более легкий разрыв связей в этих областях
...
При сварке однородных или близких по свойствам материалов, когда контактные поверхности сближаются в условиях пластической деформации обоих материалов, активация контактных поверхностей происходит одновременно и фактически после первой стадии наступает третья [15, 18]
...
Это также возможно при таких способах сварки, которые обеспечивают возникновение по всей площади контакта соединяемых материалов больших касательных напряженийКинетика образования активных центров зависит от температуры, уровня контактных напряжений и некоторых специфических условий образования и движения дислокаций в поверхностных слоях кристалла
...
Более подробно эти закономерности пластической деформации приповерхностных слоев твердого тела в условиях твердофазной сварки и ''мягкого укола" (нагружение повер-«лости при низких температурах, когда схватывание отсутствует) были рассмотрены В
...
Красулина- [13], это взаимодействие начинается на активных центрах, представляющих собой поля упругих искажений, в частности дислокации, и протекает путем роста и слияния очагов взаимодействия по всей контактной поверхности
...
Решающую роль на этой стадии играют квантовые процессы электронного взаимодействия Согласно работе [13], вторая стадия процесса обусловлена задержкой развития упруго-пластической деформации более твердого из соединяемых материалов, например полупроводника, при сварке полупроводников с металлами
...
Она заканчивается образованием на контактной поверхности твердого материала активных центров (в частности, дислокаций), которые, во-первых, разрывают насыщенные химические связи, подготавливая поверхность для твердофазного взаимодействия, во-вторых, имеют поля упругих искажений решетки, которые обусловливают локальное искажение энергетических зон и более легкий разрыв связей в этих областях
...
Активные центры взаимодействия представляют собой поля упругих искажений, возникающих в частных случаях в местах выхода в зону контакта дислокаций, их скоплений, пачек скольжения
...
Активные центры взаимодействия представляют собой поля упругих искажений, возникающих в частных случаях в местах выхода в зону контакта дислокаций, их скоплений, пачек скольжения
...
В пределах активных центров происходит разрыв и трансляция валентных связей между атомами соединяемых веществНеобходимым условием образования прочного соединения является слияние очагов взаимодействия на всей контактной поверхности
...
При соединении однородных веществ таким этапом может быть рекристаллизация с образованием общих зерен в зоне контакта, при соединении разнородных веществ — полная делаксация напряжений или ограниченное развитие гетеродиффузии, есчик ост п чности соеди-Тг случае соединения веществ с резко различной энергией связи атомов процесс образования прочного соединения лимитируется длительностью активации контактной поверхности со стороны более прочного и твердого материала
...
При этом предполагается, что параметр V должен учитывать не только особенности динамики решетки в поверхностных слоях твердых тел, но и влияние искажений решетки в поле активных центров
...
В пределах активных центров происходит разрыв и трансляция валентных связей между атомами соединяемых веществНеобходимым условием образования прочного соединения является слияние очагов взаимодействия на всей контактной поверхности
...
При соединении однородных веществ таким этапом может быть рекристаллизация с образованием общих зерен в зоне контакта, при соединении разнородных веществ — полная делаксация напряжений или ограниченное развитие гетеродиффузии, есчик ост п чности соеди-Тг случае соединения веществ с резко различной энергией связи атомов процесс образования прочного соединения лимитируется длительностью активации контактной поверхности со стороны более прочного и твердого материала
...
Если рассматривать макроскопическую картину процесса, то часто могут встречаться случаи, когда вследствие медленного растекания одного из соединяемых материалов по поверхности другого в первых по времени образования участках контакта вторая стадия уже заканчивается, а в последних — только еще будет протекать первая стадия
...
Поэтому в зависимости от соотношения длительности стадий в ряде случаев общую продолжительность процесса образования соединения нельзя представить в виде алгебраической суммы длительностей этих стадий без учета кинетики микроскопической картины растекания материала по всей площади соединения
...
Если рассматривать макроскопическую картину процесса, то часто могут встречаться случаи, когда вследствие медленного растекания одного из соединяемых материалов по поверхности другого в первых по времени образования участках контакта вторая стадия уже заканчивается, а в последних — только еще будет протекать первая стадия
...
Поэтому в зависимости от соотношения длительности стадий в ряде случаев общую продолжительность процесса образования соединения нельзя представить в виде алгебраической суммы длительностей этих стадий без учета кинетики микроскопической картины растекания материала по всей площади соединения
...
Второй материал при этом начинает испы-імпать силовое воздействие с некоторым запозданием, и процессы, приводящие к активности его поверхности, идут более медленно
...
Сопоставление кинетики изменения прочности соединения при сварке давлением материалов, имеющих резко различную сопротивляемость пластической деформации, с кривыми ползучести мягкого и более твердого материала, показывает, что прочность соединений быстро растет на этапах неустановившейся и ускоренной ползучести твердого материала, в течение которых гарантируется избыточное количество дефектов
...
На этапе установившейся ползучести выход дефектов на поверхность контакта более твердого материала ограничен, поэтому развитие реакции и рост прочности замедляются
...
Дальнейшее увеличение времени процесса приводит к развитию гетеродиффузии, которая можёт~упрочнять соединени^"ёстаг_йри зтйї^лагоприятно меняется 'имическии состав^ате^иалов в зоне соединения, или |іазуп очнять вслед-I ГВИе ОГДД^іХ^УіДщтГТ- -,'И,[утпшРазработка единого механизма образования соединения при сварке металлов в твердом, состоянии и вывод расчетных формул требуемой длительности процесса открывают новые возможности в создании наиболее оптимальных технологических схем сварки металлов и регулирования параметров с учетом физико-химических и механических свойств соединяемых металлов
...
Знание структурных и энергетических закономерностей пластической деформации приповерхностных слоев материала позволит разработать эффективные меры управления процессом твердо-
...
Второй материал при этом начинает испы-імпать силовое воздействие с некоторым запозданием, и процессы, приводящие к активности его поверхности, идут более медленно
...
Исследование процесса деформации поверхностных слоев твердых тел, кроме прикладного, имеет и самостоятельное значение для развития физической теории прочности и пластичности, в частности, теории начальных стадий деформационного упрочнения и выяснения роли поверхности в общем процессе макропластической деформации материалов, а также для дальнейшего изучения физической природы хрупкого разрушения
...
О роли температуры, времени взаимодействия и величины напряжений в кинетике образования прочного сварного соединенияКак было сказано выше, дислокации могут играть роль активных центров взаимодействия
...
Так, например, в последние годы получены экспериментальные данные [ 22 — 24], свидетельствующие о принципиальной возможности образования твердофазного соединения без пластической деформации более твердого из соединяемых материалов
...
При этом, хотя основные элементы теории [ 11 — 14] при анализе упомянутых экспериментальных данных не изменились (в частности, остался прежним основной элемент теории — положение о трехстадийности кинетического процесса сварки), однако было показано, что реализация 2 й стадии активации с помощью дислокаций является частным случаем в кинетике образования прочного соединения В более общем случае активация контактных поверхностей соединяемых материалов может осуществляться в результате любого термоактивируемого процесса разрыва насыщенных химических связей
...
При этом электронномикроскопические и другие методы анализа зоны контактного взаимодействия не выявили дислокаций в кремнии после осуществления процесса ультразвуковой термокомпрессии и образования соединения между указанными материалами
...
Взаимодействие возникло на участках поверхности кристалла кремния в местах упругих искажений, которые после удаления алюминия в соляной кислоте без проведения селективного травления выявились в виде плоских треугольных фигур
...
Исследование процесса деформации поверхностных слоев твердых тел, кроме прикладного, имеет и самостоятельное значение для развития физической теории прочности и пластичности, в частности, теории начальных стадий деформационного упрочнения и выяснения роли поверхности в общем процессе макропластической деформации материалов, а также для дальнейшего изучения физической природы хрупкого разрушения
...
О роли температуры, времени взаимодействия и величины напряжений в кинетике образования прочного сварного соединенияКак было сказано выше, дислокации могут играть роль активных центров взаимодействия
...
Так, например, в последние годы получены экспериментальные данные [ 22 — 24], свидетельствующие о принципиальной возможности образования твердофазного соединения без пластической деформации более твердого из соединяемых материалов
...
В этом случае на поверхности тшупроводника также образуются плоские фигуры травления, которые • нидстельствуют об образовании твердофазной диффузионной зоны взаимодействия
...
В связигам возникает вопрос, применимы ли соображения, высказанные для пиры полупроводник — металл, к условиям твердофазной сварки разнородных металлов, которые обладают значительно меньшим различием механических свойств (модуля упругости, предела текучести, твердости и др
...
При этом интенсивная пластическая деформация более твердого материала (в данном случае стали 12Х18Н9Т) не помогла сместить температурный сдвиг схватывания в область более низких температур
...
Это объясняется тем обстоятельством, что величина напряжений контактного трения на границе раздела свариваемых материалов являются функцией пределов текучести соединяемых материалов, которые резко уменьшаются (особенно в случае алюминиевых сплавов) с повышением температуры запрессовки
...
В этом случае на поверхности тшупроводника также образуются плоские фигуры травления, которые • нидстельствуют об образовании твердофазной диффузионной зоны взаимодействия
...
В связигам возникает вопрос, применимы ли соображения, высказанные для пиры полупроводник — металл, к условиям твердофазной сварки разнородных металлов, которые обладают значительно меньшим различием механических свойств (модуля упругости, предела текучести, твердости и др
...
Электролитически отполированные образцы монокристаллического молибдена нагружали при комнатной температуре и при 373 К через алюминиевую проволочку до конца участка активной деформации алюминия и выдержали под нагрузкой в течение 3600 с
...
Электролитически отполированные образцы монокристаллического молибдена нагружали при комнатной температуре и при 373 К через алюминиевую проволочку до конца участка активной деформации алюминия и выдержали под нагрузкой в течение 3600 с
...
Следует иметь в виду некоторую условность рщделения источников активации, поскольку пластическая деформация Сама является термически активируемым процессом
...
В этом и состоит основное преимущество термического канала активации по сравнению с механи-I ческим (дислокационным),]л В условиях интенсивных силовых воздействий (сварка взрывом, / магнитно-импульсная, ударная) удельная теплота пластической деформации на атом резко возрастает в зоне контактного взаимодействия и повышает вероятность образования активных комплексов с повышением температуры
...
Многие из перечисленных выше методов получения насыщенных химических связей при определенных условиях обладают существенными преимуществами по сравнению с дислокационным вариантом
...
Так, например, известны опыты [ 32] по скалыванию кристаллов кремния по плоскости спайности в высоком вакууме и последующему их соединению по этим же плоскостям при почти полном отсутствии активирующего воздействия вследстве того, что процесс скола приводил к разрыву насыщенных химических связей, которые обобществлялись при последующем соединении этих плоскостей
...
При этом методами электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и дифракции медленных электронов (ДМЭ) исследовали время жизни и кинетику трансформации насыщенных связей в зависимости от степени вакуума, времени выдержки при данной степени вакуума, типа остаточной среды и других факторов
...
Кроме того, известно, что образование трещин при быстром динамическом нагружении (когда в устье трещины не успевает проникать окружающая атмосфера) и последующее ее захлопывание (залечивание) может приводить к образованию дислокаций несоответствия по механизму Аллена [33]
...
Принципиально этот факт также является примером образования соединения в твердой фазе вследствие разрыва насыщенных химических связей недислокационным путем, так как образующиеся дислокации несоответствия возникают в результате захлопывания трещины
...
В этом и состоит основное преимущество термического канала активации по сравнению с механи-I ческим (дислокационным),]л В условиях интенсивных силовых воздействий (сварка взрывом, / магнитно-импульсная, ударная) удельная теплота пластической деформации на атом резко возрастает в зоне контактного взаимодействия и повышает вероятность образования активных комплексов с повышением температуры
...
Многие из перечисленных выше методов получения насыщенных химических связей при определенных условиях обладают существенными преимуществами по сравнению с дислокационным вариантом
...
Так, например, известны опыты [ 32] по скалыванию кристаллов кремния по плоскости спайности в высоком вакууме и последующему их соединению по этим же плоскостям при почти полном отсутствии активирующего воздействия вследстве того, что процесс скола приводил к разрыву насыщенных химических связей, которые обобществлялись при последующем соединении этих плоскостей
...
При этом методами электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и дифракции медленных электронов (ДМЭ) исследовали время жизни и кинетику трансформации насыщенных связей в зависимости от степени вакуума, времени выдержки при данной степени вакуума, типа остаточной среды и других факторов
...
Кроме того, известно, что образование трещин при быстром динамическом нагружении (когда в устье трещины не успевает проникать окружающая атмосфера) и последующее ее захлопывание (залечивание) может приводить к образованию дислокаций несоответствия по механизму Аллена [33]
...
Принципиально этот факт также является примером образования соединения в твердой фазе вследствие разрыва насыщенных химических связей недислокационным путем, так как образующиеся дислокации несоответствия возникают в результате захлопывания трещины
...
В-четвертых, концентрация вакансий в приповерхностных слоях всегда намного выше, чем в объеме материала, поскольку поверхность как один из видов структурных дефектов кристалла является практически бесконечным источником и стоком точечных дефектов в кристалле
...
В-пятых, приложение циндения в процессе сварочного цикла создает вакансионное пересыщение и материале, в результате чего возникают направленные диффузионные |ц п оки из объема и приповерхностных слоев свариваемых материалов к контактным поверхностям их раздела
...
Указанный процесс будет протекать еще более интенсивно, если сварочное давление прикладывать не за один цикл, а за несколько циклов дискретными порциями, причем перед приложением каждой последующей ступени нагрузки разгружать кристалл
...
Резкое увеличение эффективности прикладываемого усилия при таком способе его циклического программированного приложения заключается, по нашему мнению, в том, что при каждом цикле разгрузки возникает уже недосыщение по вакансиям, равное Су / С„° = =ехр (оцУа / ЗкТ), так как в уравнениях (I
...
Это приводит к тому, что в процессе разгрузки и выдержки кристалла в разгруженном состоянии равновесная концентрация вакансий постепенно возвращается к прежнему значению, которое было при Р =0 и р =0
...
При последующем цикле сжатия и приложении последующей порции нагрузки вновь будет возникать вакансионное пересыщение, равное С$/ Су =ехр(одКа 1ЪкТ), которое опять создает поток неравновесных вакансий на стоки и, в частности, к контактным поверхностям раздела свариваемых материалов
...
Это приведет к созданию на свариваемых поверхностях раздела дополнительного количества центров, р разорванными химическими связями, число которых будет все более и более увеличиваться при повторении каждого последующего цикла разгрузка — повторное нагружение
...
Более ■то, изложенные выше соображения по вакансионной кинетике на контактных поверхностях раздела свариваемых материалов позволяют физически обоснованно рассчитать оптимальные величины таких параметров, как величина нагрузки на каждой ступени нагружения, скорость приложения каждой порции нагрузки, время выдержки материалов в нагруженном и разгруженном состоянии, оптимальная скорость разгружения, число циклов, т
...
Однако эти первичные акты образования активных центров на уровне обменного электронного взаимодействия в подавляющем большинстве случаев практически не удается наблюдать в чистом виде обычными существующими, в частности структурными методами исследования, за исключением некоторых случаев (например, методом ЭПР [ 32])
...
Высказанные соображения непосредственно подтверждаются результатами работ [ 22 — 24], в которых было показано, что фигуры травления правильной кристаллографической формы, выявляемые металлографией в зоне схватывания, фактически не являются активными центрами дислокационного происхождения
...
Именно протекание гетеродиффузии на третьей стадии позволяет "проявлять"эти активные центры и дает возможность демонстрировать обычными металлографическими методами дискретность процесса схватывания (рис 5)
...
Более ■то, изложенные выше соображения по вакансионной кинетике на контактных поверхностях раздела свариваемых материалов позволяют физически обоснованно рассчитать оптимальные величины таких параметров, как величина нагрузки на каждой ступени нагружения, скорость приложения каждой порции нагрузки, время выдержки материалов в нагруженном и разгруженном состоянии, оптимальная скорость разгружения, число циклов, т
...
Однако эти первичные акты образования активных центров на уровне обменного электронного взаимодействия в подавляющем большинстве случаев практически не удается наблюдать в чистом виде обычными существующими, в частности структурными методами исследования, за исключением некоторых случаев (например, методом ЭПР [ 32])
...
Высказанные соображения непосредственно подтверждаются результатами работ [ 22 — 24], в которых было показано, что фигуры травления правильной кристаллографической формы, выявляемые металлографией в зоне схватывания, фактически не являются активными центрами дислокационного происхождения
...
Именно протекание гетеродиффузии на третьей стадии позволяет "проявлять"эти активные центры и дает возможность демонстрировать обычными металлографическими методами дискретность процесса схватывания (рис 5)
...
Более ■то, изложенные выше соображения по вакансионной кинетике на контактных поверхностях раздела свариваемых материалов позволяют физически обоснованно рассчитать оптимальные величины таких параметров, как величина нагрузки на каждой ступени нагружения, скорость приложения каждой порции нагрузки, время выдержки материалов в нагруженном и разгруженном состоянии, оптимальная скорость разгружения, число циклов, т
...
Однако эти первичные акты образования активных центров на уровне обменного электронного взаимодействия в подавляющем большинстве случаев практически не удается наблюдать в чистом виде обычными существующими, в частности структурными методами исследования, за исключением некоторых случаев (например, методом ЭПР [ 32])
...
Высказанные соображения непосредственно подтверждаются результатами работ [ 22 — 24], в которых было показано, что фигуры травления правильной кристаллографической формы, выявляемые металлографией в зоне схватывания, фактически не являются активными центрами дислокационного происхождения
...
Методы получения: а, б — обычная металлография; в — электронная микроскопия с помощью репликТаким образом, более эффективную роль канала термической актива-, ции можно объяснить тем, что он, во-первых, обеспечивает большую плот-| ность и однородность (по амплитуде и распределению) актов активации |в кристаллической решетке, а во-вто ых, интенсифицирует протекание третьей стадииЭто подтверждается экспериментальными температурно-временными зависимостями роста прочности (см
...
Методы получения: а, б — обычная металлография; в — электронная микроскопия с помощью репликТаким образом, более эффективную роль канала термической актива-, ции можно объяснить тем, что он, во-первых, обеспечивает большую плот-| ность и однородность (по амплитуде и распределению) актов активации |в кристаллической решетке, а во-вто ых, интенсифицирует протекание третьей стадииЭто подтверждается экспериментальными температурно-временными зависимостями роста прочности (см
...
Методы получения: а, б — обычная металлография; в — электронная микроскопия с помощью репликТаким образом, более эффективную роль канала термической актива-, ции можно объяснить тем, что он, во-первых, обеспечивает большую плот-| ность и однородность (по амплитуде и распределению) актов активации |в кристаллической решетке, а во-вто ых, интенсифицирует протекание третьей стадииЭто подтверждается экспериментальными температурно-временными зависимостями роста прочности (см
...
Методы получения: а, б — обычная металлография; в — электронная микроскопия с помощью репликТаким образом, более эффективную роль канала термической актива-, ции можно объяснить тем, что он, во-первых, обеспечивает большую плот-| ность и однородность (по амплитуде и распределению) актов активации |в кристаллической решетке, а во-вто ых, интенсифицирует протекание третьей стадииЭто подтверждается экспериментальными температурно-временными зависимостями роста прочности (см
...
Методы получения: а, б — обычная металлография; в — электронная микроскопия с помощью репликТаким образом, более эффективную роль канала термической актива-, ции можно объяснить тем, что он, во-первых, обеспечивает большую плот-| ность и однородность (по амплитуде и распределению) актов активации |в кристаллической решетке, а во-вто ых, интенсифицирует протекание третьей стадииЭто подтверждается экспериментальными температурно-временными зависимостями роста прочности (см
...
Для ограничения степени деформации изделий общий принцип выбора оптимальных параметров должен сводиться к возможно меньшему значению Рх и увеличению значений 7\ и г 1
...
При этом величину удельного давления Р1 в данном варианте можно выбирать только из условий образования полного (по всей площади) физического контакта за счет пластического течения хотя бы одного (более пластичного) из соединяемых материалов
...
При еще более жестких требованиях к ограничению степени контактной и общей деформации свариваемого изделия следует выбирать такие минимальные значения удельных давлений (р2 Р\), которые даже не обеспечивают образования полного (по всей площади) физического контакта, но при этом варианте температура сварки Т2 должна быть выше, чем в варианте I, т
...
Если интенсивная пластическая деформация (в частном случае, например, потеря устойчивости и нарушение геометрии свариваемых изделий) в основном наблюдается при приложении давления в области высоких температур, рекомендуется вести режим сварки по двум последовательным циклам:а)предварительное создание физического контакта при возможно более низких температурах, когда еще не наблюдается интенсивная пластическая деформация (потеря устойчивости); при этом в частном случае значение температуры Тц может быть равно комнатной;б)величина удельной нагрузки сбрасывается до минимума (в частном случае до нуля), а значение температуры повышается до 7*5
...
При этом значения 7*5 и г 5 выбирают близкими к значениям 7*1 и г 1 ■В связи с изложенным выше возникает вопрос, нужна ли вообще пластическая деформация более твердого материала, является ли она полезным фактором, интенсифицирующим процесс образования твердофазного соединения? Да, безусловно она полезна но как было казано выше необязательна
...
Для ограничения степени деформации изделий общий принцип выбора оптимальных параметров должен сводиться к возможно меньшему значению Рх и увеличению значений 7\ и г 1
...
При этом величину удельного давления Р1 в данном варианте можно выбирать только из условий образования полного (по всей площади) физического контакта за счет пластического течения хотя бы одного (более пластичного) из соединяемых материалов
...
При еще более жестких требованиях к ограничению степени контактной и общей деформации свариваемого изделия следует выбирать такие минимальные значения удельных давлений (р2 Р\), которые даже не обеспечивают образования полного (по всей площади) физического контакта, но при этом варианте температура сварки Т2 должна быть выше, чем в варианте I, т
...
Если интенсивная пластическая деформация (в частном случае, например, потеря устойчивости и нарушение геометрии свариваемых изделий) в основном наблюдается при приложении давления в области высоких температур, рекомендуется вести режим сварки по двум последовательным циклам:а)предварительное создание физического контакта при возможно более низких температурах, когда еще не наблюдается интенсивная пластическая деформация (потеря устойчивости); при этом в частном случае значение температуры Тц может быть равно комнатной;б)величина удельной нагрузки сбрасывается до минимума (в частном случае до нуля), а значение температуры повышается до 7*5
...
При этом значения 7*5 и г 5 выбирают близкими к значениям 7*1 и г 1 ■В связи с изложенным выше возникает вопрос, нужна ли вообще пластическая деформация более твердого материала, является ли она полезным фактором, интенсифицирующим процесс образования твердофазного соединения? Да, безусловно она полезна но как было казано выше необязательна
...
Для ограничения степени деформации изделий общий принцип выбора оптимальных параметров должен сводиться к возможно меньшему значению Рх и увеличению значений 7\ и г 1
...
При исследовании микроструктуры монокристаллов кадмия, покрытых и не покрытых золотом, они показали, что пленка не обладает высоким сопротивлением касательным напряжениям в ее плоскости
...
Пленка отрывается от монокристалла, прежде чем винтовые дислокации могут пройти через нее, тогда как при прохождении линейных дислокаций не наблюдается аналогичного нарушения сцепления пленки с монокристаллом
...
Возможные схемы прорыва в окисных и другого типа пленках, по Эвансу и Шварценбергу [ 36], при малой и большой силе сцепления их с поверхностью кристалла, а также в зависимости от типа образующихся "подкожных дислокаций" показаны на рис
...
Схемы прорыва окисных пленок краевыми дислокациями при сильной (в) и слабой адгезии (б) пленки с кристаллом и винтовыми (в) по Эвансу и Шварценбергу [36]:А, В — направленияТаким образом, пластическая деформация обеспечивает более облегченные условия активации, когда в соединение вступают не окислы соединяемых материалов (энергия разрыва межатомных связей в окисле всегда выше, чем в соответствующем чистом металле), а непосредственно поверхности чистых металлов
...
Кроме того, как известно, процесс гетеродиффузии существенно интенсифицируется полем упругих искажений от дислокаций, а также собственно дислокациями, поскольку скорость диффузии атомов по дислокационным трубкам на 3 — 4 порядка выше, чем в обычных условиях
...
При исследовании микроструктуры монокристаллов кадмия, покрытых и не покрытых золотом, они показали, что пленка не обладает высоким сопротивлением касательным напряжениям в ее плоскости
...
Пленка отрывается от монокристалла, прежде чем винтовые дислокации могут пройти через нее, тогда как при прохождении линейных дислокаций не наблюдается аналогичного нарушения сцепления пленки с монокристаллом
...
Возможные схемы прорыва в окисных и другого типа пленках, по Эвансу и Шварценбергу [ 36], при малой и большой силе сцепления их с поверхностью кристалла, а также в зависимости от типа образующихся "подкожных дислокаций" показаны на рис
...
Схемы прорыва окисных пленок краевыми дислокациями при сильной (в) и слабой адгезии (б) пленки с кристаллом и винтовыми (в) по Эвансу и Шварценбергу [36]:А, В — направленияТаким образом, пластическая деформация обеспечивает более облегченные условия активации, когда в соединение вступают не окислы соединяемых материалов (энергия разрыва межатомных связей в окисле всегда выше, чем в соответствующем чистом металле), а непосредственно поверхности чистых металлов
...
Кроме того, как известно, процесс гетеродиффузии существенно интенсифицируется полем упругих искажений от дислокаций, а также собственно дислокациями, поскольку скорость диффузии атомов по дислокационным трубкам на 3 — 4 порядка выше, чем в обычных условиях
...
При исследовании микроструктуры монокристаллов кадмия, покрытых и не покрытых золотом, они показали, что пленка не обладает высоким сопротивлением касательным напряжениям в ее плоскости
...
В качестве примера можно привести концепцию [40], по которой в качестве элементарного •кга процесса разрушения служит разрыв химической связи, а главная роль отведена термоактивируемой кинетике этого процесса, т
...
Роль же напряжений в этом процессе вторична, поскольку она лишь несколько уменьшает'величину энергии акти-ниции и тем самым увеличивает скорость термоактивируемого процесса разрушения
...
Если же учесть, что в большинстве реальных технологических процессов сварки величины напряжений на поверхностях раздела соединяемых материалов весьма далеки от тех значений, которые могли бы приперта к безактивационному процессу разрыва насыщенных химических связей или хотя бы в достаточной степени приблизиться к нему, то необходимость рассмотрения второй активационной стадии образования соединения с общих позиций термоактивируемого процесса представляется нам еще более целесообразной
...
Неясными в теории остаются лишь два весьма существенных момента: 1) следует ли учитывать роль напряжения лишь в экспоненциальном члене уравнения, описывающего кинетику термоактивируемого процесса, илиже необходимо учитывать его вклад и в предэкспоненциальный член [ 39, 41]; 2) каковы конкретные формы зависимостей энергии активации от напряжений [ V(t)] в термоактивируемых процессах для различного класса материалов
...
При этом не исключено, что в ряде случаев для выбранных диапазонов Технологических параметров и конкретных пар соединяемых материалов такая зависимость будет весьма слабой или вообще практически отсутствует; в ряде же других случаев она может быть весьма заметной и существенной
...
В качестве примера можно привести концепцию [40], по которой в качестве элементарного •кга процесса разрушения служит разрыв химической связи, а главная роль отведена термоактивируемой кинетике этого процесса, т
...
Роль же напряжений в этом процессе вторична, поскольку она лишь несколько уменьшает'величину энергии акти-ниции и тем самым увеличивает скорость термоактивируемого процесса разрушения
...
Если же учесть, что в большинстве реальных технологических процессов сварки величины напряжений на поверхностях раздела соединяемых материалов весьма далеки от тех значений, которые могли бы приперта к безактивационному процессу разрыва насыщенных химических связей или хотя бы в достаточной степени приблизиться к нему, то необходимость рассмотрения второй активационной стадии образования соединения с общих позиций термоактивируемого процесса представляется нам еще более целесообразной
...
Неясными в теории остаются лишь два весьма существенных момента: 1) следует ли учитывать роль напряжения лишь в экспоненциальном члене уравнения, описывающего кинетику термоактивируемого процесса, илиже необходимо учитывать его вклад и в предэкспоненциальный член [ 39, 41]; 2) каковы конкретные формы зависимостей энергии активации от напряжений [ V(t)] в термоактивируемых процессах для различного класса материалов
...
При этом не исключено, что в ряде случаев для выбранных диапазонов Технологических параметров и конкретных пар соединяемых материалов такая зависимость будет весьма слабой или вообще практически отсутствует; в ряде же других случаев она может быть весьма заметной и существенной
...
В частности, в ряде случаев это позволяет снизить величины прикладываемого давления, время его воздействия или понизить величину температуры нагрева соединяемых материалов, что соответственно уменьшает глубину и степень повреждаемости структурными дефектами и внутренними остаточными напряжениями приповерхностных слоев свариваемых материалов, а также степень искажения их исходных физико-химических свойств
...
Структурные и энергетические особенности кинетикимикропластической деформациив приповерхностных слоях материаловРоль поверхности в процессе пластической деформации материалов уже давно привлекает внимание многих исследователей
...
Однако несмотря на большие успехи, достигнутые в изучении механизма прочности и пластичности с использованием аппарата теории дислокаций и современных ме-таллофизических методов исследования, некоторые ее вопросы остаются еще нерешенными
...
Один из таких важнейших дискуссионных вопросов — выяснение структурных и энергетических особенностей микроспластичес-кого течения вблизи свободной поверхности твердого тела и влияния их на общий характер и кинетику микропластической деформации кристаллов
...
Наиболее тщательные и широкие исследования по изучению кинетики пластического течения на начальной стадии деформирования и выяснению природы поверхностных источников сдвигообразования были выполнены в 30 — 40-х годах A
...
Явление аномального пластического течения вблизи поверхности кристалла нашло также отражение и в известной дискуссии о природе легкодействующих поверхностных источников в 1956 г
...
Так, например, при деформировании алюминия, меди, золота, железа, молибдена и ряда других моно- и поликристаллических металлов Крамер обнаружил увеличение протяженности и уменьшение наклона кривых первой и второй стадий деформационного упрочнения
...
С прекращением удаления поверхностного слоя при деформировании коэффициент деформационного упрочнения вновь возрастал до того же значения, как при деформированиия без удаления поверхностного слоя (рис
...
Судэуки [50], который на основании опытов по послойному стравливанию материала с поверхности и последующему повторному деформированию одним из первых обнаружил возможность проявления барьерной роли приповерхностных слоев вследствие их более раннего деформационного упрочнения
...
Так, например, при деформировании алюминия, меди, золота, железа, молибдена и ряда других моно- и поликристаллических металлов Крамер обнаружил увеличение протяженности и уменьшение наклона кривых первой и второй стадий деформационного упрочнения
...
С прекращением удаления поверхностного слоя при деформировании коэффициент деформационного упрочнения вновь возрастал до того же значения, как при деформированиия без удаления поверхностного слоя (рис
...
Судэуки [50], который на основании опытов по послойному стравливанию материала с поверхности и последующему повторному деформированию одним из первых обнаружил возможность проявления барьерной роли приповерхностных слоев вследствие их более раннего деформационного упрочнения
...
Брудгес [ 58], анализируя результаты перечисленных работ, также ставит под сомнение возможность существования ^ебга-слоя вблизи поверхности деформируемого образца
...
Ряд других авторов, например Латансион и Стакле [ 59], Фабиняк и Кульман-Вильсдорф [ 60] придерживаются более осторожной и компромиссной точки зрения, считая, что в настоящее время вопрос о более прочном и более слабом поверхностном слое экспериментально еще однозначно не решен
...
При этом авторы работ [ 59,60] считают, что в общем случае поверхность можетдейственно влиять на кинетику пластического течения и служить источником зарождения и размножения дислокаций, а также барьером для выхода их на поверхность кристалла
...
В связи с этим в работе [61] в качестве объекта исследования был выбран материал с жесткой алмазоподобной решеткой — бездислокационный монокристаллический кремний
...
Исследованием дислокационной структуры в поперечном сечении образца методом ямок травления было показано, что, действительно, в псевдоупругой области деформирования до достижения предела текучести ("зуба" текучести) макроскощ'*
...
Брудгес [ 58], анализируя результаты перечисленных работ, также ставит под сомнение возможность существования ^ебга-слоя вблизи поверхности деформируемого образца
...
Кроме того, сравнительная оценка энергетических параметров пластического течения для внутренних объемных и приповерхностных слоев кристалла в интервале температур 953 — 1173 К подтвердила ранее полученные данные [ 19, 56] об аномальном характере пластической деформации вблизи поверхности в низкотемпературной области от 77 до 823 К (резкое уменьшение величин критического напряжения сдвига и энергии активации движения дислокаций, увеличение активационного объема и скорости движения дислокаций)
...
По температурным зависимостям средней скорости движения дислокаций, глубины распространения debris-споя, а также критического напряжения начала микроскопического течения были также проведены оценки энергии активации движения дислокаций в приповерхностных слоях
...
Энергию активации для процесса пластического течения внутренних объемных слоев материала определяли известным из литературы графо-аналитическим способом по температурно-скоростному изменению верхнего предела текучести "зуба текучести"
...
Кроме того, сравнительная оценка энергетических параметров пластического течения для внутренних объемных и приповерхностных слоев кристалла в интервале температур 953 — 1173 К подтвердила ранее полученные данные [ 19, 56] об аномальном характере пластической деформации вблизи поверхности в низкотемпературной области от 77 до 823 К (резкое уменьшение величин критического напряжения сдвига и энергии активации движения дислокаций, увеличение активационного объема и скорости движения дислокаций)
...
По температурным зависимостям средней скорости движения дислокаций, глубины распространения debris-споя, а также критического напряжения начала микроскопического течения были также проведены оценки энергии активации движения дислокаций в приповерхностных слоях
...
Эти оценки показали, что при постоянных степени предварительной деформации и скорости нагружения с увеличением толщины удаленного слоя Aas возрастает, а затем перестает изменяться и остается постоянной величиной
...
Эти оценки показали, что при постоянных степени предварительной деформации и скорости нагружения с увеличением толщины удаленного слоя Aas возрастает, а затем перестает изменяться и остается постоянной величиной
...
Кроме того, аналогично кремнию с увеличением степени предварительной деформации молибдена уменьшение напряжения микроскопического течения До$ в начале увеличивалось и затем при е =5-^7 % оставалось постоянной величиной (см
...
Кроме того, аналогично кремнию с увеличением степени предварительной деформации молибдена уменьшение напряжения микроскопического течения До$ в начале увеличивалось и затем при е =5-^7 % оставалось постоянной величиной (см
...
Кроме того, аналогично кремнию с увеличением степени предварительной деформации молибдена уменьшение напряжения микроскопического течения До$ в начале увеличивалось и затем при е =5-^7 % оставалось постоянной величиной (см
...
Кроме того, аналогично кремнию с увеличением степени предварительной деформации молибдена уменьшение напряжения микроскопического течения До$ в начале увеличивалось и затем при е =5-^7 % оставалось постоянной величиной (см
...
Повышенная концентрация легкодействующих гомогенных источников (типа источника Фишера), а также гетерогенных источников образования дислокаций вблизи поверхности деформируемого твердого тела
...
Хирта [ 83], который, в частности, показал, что величины гомогенного и гетерогенного зарождения дислокаций у поверхности значительно ниже, чем в объеме кристалла, и поэтому зарождение дислокаций наиболее вероятно в следующих случаях:а)вблизи свободной поверхности, где энергия зарождения петли вследствие эффекта изображения в 2 раза меньше, чем в объеме кристалла [ первый член уравнения (П
...
Повышенная концентрация легкодействующих гомогенных источников (типа источника Фишера), а также гетерогенных источников образования дислокаций вблизи поверхности деформируемого твердого тела
...
Хирта [ 83], который, в частности, показал, что величины гомогенного и гетерогенного зарождения дислокаций у поверхности значительно ниже, чем в объеме кристалла, и поэтому зарождение дислокаций наиболее вероятно в следующих случаях:а)вблизи свободной поверхности, где энергия зарождения петли вследствие эффекта изображения в 2 раза меньше, чем в объеме кристалла [ первый член уравнения (П
...
Как показал теоретический анализ Сумино [67], при одинаковом уровне внешне приложенных напряжений по поперечному сечению кристалла в радиусе действия дислокационных сил изображения эффективное напряжение сдвига значительно выше, чем внутри кристалла
...
Поэтому поверхностные источники генерируют значительно большее количество дислокационных петель и на большем расстоянии от источника по сравнению с объемными источниками аналогичной конфигурации и геометрии при одинаковом уровне внешних напряжений
...
А поскольку скорость движения дислокаций является функцией эффективного напряжения сдвига, отсюда следует, что в приповерхностных слоях кристалла скорость движения дислокаций может существенно превышать скорость их движения в объеме материала
...
Последнее обстоятельство обусловливает повышенную тенденцию к неконсервативному движению дислокаций в приповерхностных слоях материала, что, в свою очередь, может существенно повышать скорость движения дислокаций с неконсервативно движущимися порогами на них [85], а также вызывать проявление специфических механизмов пластичёчйсого течения в низкотемпературной области деформирования (диффузионно-дислокационный механизм массопереноса и переползание дислокаций под действием осмотических сил [ 81, 86 — 88]
...
Более легкое пластическое течение вблизи поверхности может быть обусловлено также и особенностями атомно-электронной структуры поверхностных слоев, и некоторым ее отличием в объеме кристалла
...
Как показал теоретический анализ Сумино [67], при одинаковом уровне внешне приложенных напряжений по поперечному сечению кристалла в радиусе действия дислокационных сил изображения эффективное напряжение сдвига значительно выше, чем внутри кристалла
...
Поэтому поверхностные источники генерируют значительно большее количество дислокационных петель и на большем расстоянии от источника по сравнению с объемными источниками аналогичной конфигурации и геометрии при одинаковом уровне внешних напряжений
...
А поскольку скорость движения дислокаций является функцией эффективного напряжения сдвига, отсюда следует, что в приповерхностных слоях кристалла скорость движения дислокаций может существенно превышать скорость их движения в объеме материала
...
Указанные факторы могут существенно влиять на энергию образования и равновесную концентрацию точечных дефектов вблизи свободной поверхности, а также на энергию образования одиночного или двойного перегиба в пайерлсовской модели движения дислокаций и соответственно на скорость ее движения у поверхности [81]
...
Указанные факторы могут существенно влиять на энергию образования и равновесную концентрацию точечных дефектов вблизи свободной поверхности, а также на энергию образования одиночного или двойного перегиба в пайерлсовской модели движения дислокаций и соответственно на скорость ее движения у поверхности [81]
...
Указанные факторы могут существенно влиять на энергию образования и равновесную концентрацию точечных дефектов вблизи свободной поверхности, а также на энергию образования одиночного или двойного перегиба в пайерлсовской модели движения дислокаций и соответственно на скорость ее движения у поверхности [81]
...
Сущность способа клинопрессовой сварки и обоснование ее технологический схемыКак уже отмечалось ранее, в процессах соединения материалов в твердой фазе необходимо, с одной стороны, интенсифицировать процесс пластического течения на контактных поверхностях раздела соединяемых материалов, с другой стороны, ограничивать степень пластической деформации и локализации ее на возможно меныней глубине приповерхностного слоя
...
При этом у свариваемых материалов должны Минимально изменяться исходные физико-механические свойства (твердость, прочность, минимальная глубина диффузионного взаимодействия, отсутствие интерметалли-дов и др
...
В то же время следует соблюдать ряд конструктивных и технологических требований (уменьшение коробления и формоизменения конструкции, сокращения ее устойчивости и величины внутренних напряжений и т
...
С учетом этих двух противоположных тенденций, по-видимому, необходимо стремиться реализовать такую схему передачи внешнего усилия на свариваемые изделия, при которой отношение сдвиговой компоненты напряжений к компоненте нормальных напряжений было бы ма ксимальным и сдвиговые напряжения были бы направлены под возможно меньшим углом к поверхностям раздела соединяемых деталей или параллельно им
...
Естественно, что именно при таких схемах нагружения в максимальной степени интенсифицируется пластическое течение в тонких приповерхностных слоях материала и улучшаются условия разрушения и выноса за пределы контакта окисных пленок и загрязнений
...
Указанная особенность схемы нагружения присуща также и большинству других способов твердофазной сварки, в частности сварке сдвигом, трением, взрывом, ультразвуковой, термокомпрессионной и др
...
Естественно, что каждый из перечисленных способов сварки не может быть универсальным и имеет свои определенные ограничения в области применения из-за ряда конструктивных, технологических, прочностных и других требований к сварным соединениям
...
В некоторых же случаях сочетание этих требований настолько сложно, что не позволяет надежно использовать ни один из существующих способов сварки материалов в твердом состоянии
...
К одному из таких случаев относится, например, сварка трубчатых соединительных элементов (переходников) типа алюминий — сталь при монтаже алюминиевых трубопроводов
...
Сущность способа клинопрессовой сварки и обоснование ее технологический схемыКак уже отмечалось ранее, в процессах соединения материалов в твердой фазе необходимо, с одной стороны, интенсифицировать процесс пластического течения на контактных поверхностях раздела соединяемых материалов, с другой стороны, ограничивать степень пластической деформации и локализации ее на возможно меныней глубине приповерхностного слоя
...
При этом у свариваемых материалов должны Минимально изменяться исходные физико-механические свойства (твердость, прочность, минимальная глубина диффузионного взаимодействия, отсутствие интерметалли-дов и др
...
В то же время следует соблюдать ряд конструктивных и технологических требований (уменьшение коробления и формоизменения конструкции, сокращения ее устойчивости и величины внутренних напряжений и т
...
С учетом этих двух противоположных тенденций, по-видимому, необходимо стремиться реализовать такую схему передачи внешнего усилия на свариваемые изделия, при которой отношение сдвиговой компоненты напряжений к компоненте нормальных напряжений было бы ма ксимальным и сдвиговые напряжения были бы направлены под возможно меньшим углом к поверхностям раздела соединяемых деталей или параллельно им
...
Обычно при повторном монтаже алюминиевых трубопроводов |н )ьба их быстро изнашивается, место контакта нагартовывается и не обеспечивает герметичного соединения или достаточной термостойкости и »-за применения резиновой прокладки
...
В сварных соединениях, полученных сваркой плавлением, качество швов низкое и нестабильное из-за плохой свариваемости алюминиевых сплавов в вертикальном и потолочном положениях
...
Обычно при повторном монтаже алюминиевых трубопроводов |н )ьба их быстро изнашивается, место контакта нагартовывается и не обеспечивает герметичного соединения или достаточной термостойкости и »-за применения резиновой прокладки
...
В сварных соединениях, полученных сваркой плавлением, качество швов низкое и нестабильное из-за плохой свариваемости алюминиевых сплавов в вертикальном и потолочном положениях
...
Однако применение их в промышленности также сдерживается трудностью получения качественного сварного соединения между алюминиевой и стальной частями переходников из-за резкого различия их физико-механических свойств (температур плавления алюминия и сталей; коэффициентов линейного расширения, обусловливающих возникновение значительных термических напряжений; теплопроводности)
...
Кроме того, в сварочной ванне образуются тугоплавкие окисные пленки А1203, которые невозможно удалить, а в месте контакта алюминия со сталью возникают прослойки хрупких интерметаллидов
...
Способы сварки холодной, взрывом, ультразвуковой непригодны для соединения трубчатых конструкций из-за несоответствия геометрической формы соединяемых заготовок технологическим схемам процесса, т
...
При способах свар-юГдиффузионной и трением трудно контролировать величину температуры в зоне контакта, что часто приводит к возникновению хрупких интер-металлидных прослоек
...
Важную проблему соединения трубчатых конструкций из однородных и разнородных материалов можно разрешить с помощью разработанного, исследованного и внедренного в производство нового способа сварки разнородных материалов в твердой фазе, основанного на локализации и интенсификации сил контактного трения в приповерхностных слоях свариваемых материалов [ 28, 29,92 — 101]
...
Данный способ сварки в отличие от существующих не требует специального оборудования, отличается простотой технологических процессов и высокой производительностью
...
Предлагаемый способ сварки отличается от известных формой рабочего элемента детали из более твердого материала, продольное сечение которой имеет вид трапеции или треугольника
...
Однако применение их в промышленности также сдерживается трудностью получения качественного сварного соединения между алюминиевой и стальной частями переходников из-за резкого различия их физико-механических свойств (температур плавления алюминия и сталей; коэффициентов линейного расширения, обусловливающих возникновение значительных термических напряжений; теплопроводности)
...
Кроме того, в сварочной ванне образуются тугоплавкие окисные пленки А1203, которые невозможно удалить, а в месте контакта алюминия со сталью возникают прослойки хрупких интерметаллидов
...
В последнем случае на! одну из заготовок, заточенных на конус, предварительно наваривают более пластичный металл, а в другой детали предварительно растачивают конусное отверстие
...
При этом перед сваркой проводят двустороннюю разделку торцовой части трубы под конус, а для последующей запрессовки в трубу в целях минимального искажения геометрии свариваемых деталей применяют существующие внутреннюю и внешнюю оправки
...
Если из-за большой разницы коэффициентов термического расширения (КТР) на стадии охлаждения сварное соединение разрушается, то необходимо специально подбирать материал оправки с соответствующей величиной КТР
...
При этом контактное смещение и течение пластичного материала по поверхности детали из более твердого материала вызывают пластическую деформацию в его поверхностных слоях, которая является одним из активирующих факторов при образовании прочного твердофазного соединения
...
В последнем случае на! одну из заготовок, заточенных на конус, предварительно наваривают более пластичный металл, а в другой детали предварительно растачивают конусное отверстие
...
Поэтому при выбранной схеме нагружения, кроме увеличения компоненты сдвиговых напряжений и улучшения условий образо1 вания физического контакта, можно ожидать облегчения пластического течения поверхности
...
Таким образом, в процессе сварки активация контактных поверхностей обеспечивается предварительным нагревом деталей перед сваркой (термическая активация) и пластической деформацией соединяемых металлов в процессе сварки (механическая активация)
...
Две технологические схемы запрессовки детали из более твердого материала (i) в более пластичный материал (2) при клинопрессовой сварке: С — в прессформе 3 при малых значениях D/d (анология с технологической схемой закрытой прошивки) ; б — без прессформы при больших отношениях D/d (анология с технологической схемой открытой прошивки)
...
Поэтому при выбранной схеме нагружения, кроме увеличения компоненты сдвиговых напряжений и улучшения условий образо1 вания физического контакта, можно ожидать облегчения пластического течения поверхности
...
Таким образом, в процессе сварки активация контактных поверхностей обеспечивается предварительным нагревом деталей перед сваркой (термическая активация) и пластической деформацией соединяемых металлов в процессе сварки (механическая активация)
...
Две технологические схемы запрессовки детали из более твердого материала (i) в более пластичный материал (2) при клинопрессовой сварке: С — в прессформе 3 при малых значениях D/d (анология с технологической схемой закрытой прошивки) ; б — без прессформы при больших отношениях D/d (анология с технологической схемой открытой прошивки)
...
Поэтому при выбранной схеме нагружения, кроме увеличения компоненты сдвиговых напряжений и улучшения условий образо1 вания физического контакта, можно ожидать облегчения пластического течения поверхности
...
Таким образом, в процессе сварки активация контактных поверхностей обеспечивается предварительным нагревом деталей перед сваркой (термическая активация) и пластической деформацией соединяемых металлов в процессе сварки (механическая активация)
...
Две технологические схемы запрессовки детали из более твердого материала (i) в более пластичный материал (2) при клинопрессовой сварке: С — в прессформе 3 при малых значениях D/d (анология с технологической схемой закрытой прошивки) ; б — без прессформы при больших отношениях D/d (анология с технологической схемой открытой прошивки)
...
Поэтому в общем случае решение задачи пластичности сводится к опрег лент э напряженно-деформиро-ншшого состояния и условий пластического течения более мягкого материала (алюминиевого сплава), а по ним — к
...
Как правило, увеличение соотношения И/й повышает давление запрессовки (руд) и создает более жесткое напряженное состояние на поверхности более твердого материала при запрессовке клина в заготовку без прессформы
...
Подбор этих параметров позволяет оптимизировать режимы сварки материалов, не только резко отличающихся по твердости, например сталь 12Х18Н9Т со сплавами АД1 и АМгЗ, но и со значительно меньшей разницей в модулях упругости и деформационных характеристиках
...
В частности, клинопрессовая сварка материалов с малой разницей в модулях упругости и деформационных свойствах возможна, например, при использовании следующих технологических приемов: раздельный нагрев свариваемых материалов до различных температур; предварительное сверление отверстия определенного диаметра в более мягком материале; использование промежуточного более пластичного материала и др
...
Так, например, способом клинопрессовой сварки можно соединять сталь 12Х18Н9Т с алюминиевомагниевым сплавом АМгб, если использовать в качестве промежуточной прокладки кольцо из сплава АД!
...
Чтобы предотвратить искажение геометрии клина из впрессовываемого материала, в другом материале механической обработкой предварительно создают конусное отверстие
...
Поэтому в общем случае решение задачи пластичности сводится к опрег лент э напряженно-деформиро-ншшого состояния и условий пластического течения более мягкого материала (алюминиевого сплава), а по ним — к
...
Влияние степени деформации пластичного материала, скорости прессования и угла заточки клина на величину давления прессованияНа величину давления прессования влияют: физико-механические свойства используемого алюминиевого сплава, температура его нагрева и относительная степень деформации, угол заточки стальной детали и скорость прессования, соотношение размеров свариваемых заготовок
...
Влияние степени деформации алюминия, угла заточки стального конуса и скорости прессования исследовали при постоянной глубине запрессовки и постоянном соотношении размеров свариваемых заготовок
...
Давление прессования определяли делением максимального усилия прессования на наибольшую площадь поперечного сечения стального клина в месте контакта с алюминием
...
Одни авторы исходят из отношения площади поперечного сечения пуансона к площади заготовки, другие — из соотношения диаметров пуансона и заготовки Третьи предлагают оценивать величину деформации заготовки по отношению высот непрошитой и прошитой частей заготовок и т
...
Нами за относительную степень деформации алюминиевой заготовки при клинопрессовой сварке алюминиево-стальных переходников было принято отношение площадей поперечного сечения рабочей части стальной детали в места контакта с алюминиевой деталью к площади поперечного сечения алюминиевой детали, которое, по-видимому, правильнее называть степенью обжатия:е'ал^ст/^ал 100%,(П
...
Влияние степени деформации пластичного материала, скорости прессования и угла заточки клина на величину давления прессованияНа величину давления прессования влияют: физико-механические свойства используемого алюминиевого сплава, температура его нагрева и относительная степень деформации, угол заточки стальной детали и скорость прессования, соотношение размеров свариваемых заготовок
...
Влияние степени деформации алюминия, угла заточки стального конуса и скорости прессования исследовали при постоянной глубине запрессовки и постоянном соотношении размеров свариваемых заготовок
...
Давление прессования определяли делением максимального усилия прессования на наибольшую площадь поперечного сечения стального клина в месте контакта с алюминием
...
С повышением степени деформации алюминиевой детали эта разница несколько возрастает, что, по-видимому, объясняется увеличением степени деформационного упрочнения этих материалов
...
Кроме того, полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что в случае высоких значений скорости прессования и соответственно малых величин времени сварки скорость возврата в алюминиевых сплавах при этих температурах значительно отстает от скорости деформационного упрочнения материалов
...
Чтобы исключить влияние других геометрических факторов на усилие прессования при изменении угла заточки стальной детали, основные размеры стального конуса, а именно его высоту (глубину запрессованной части h ), а также диаметр у основания конуса сохраняли постоянными
...
С увеличением угла заточки уменьшаются величина мертвой зоны под торцовой частью пуансона и тангенциальная составляющая усилия на контактной поверхности пуансона, сокращается общая величина площади контакта пуансона с деформируемым материалом
...
Это связано с тем, что механические свойства различны из-за разного деформационного (преимущественно для хЪлодной деформации) и скоростного (для горячей деформации) упрочнения в объеме и приконтактном слое
...
Изменение касательных напряжений с ростом контактных смещений в результате упрочнения при скольжении менее существенно, чем в области изменения смещений от нуля до величины, соответствующей переходу к скольжению
...
Это связано с тем, что механические свойства различны из-за разного деформационного (преимущественно для хЪлодной деформации) и скоростного (для горячей деформации) упрочнения в объеме и приконтактном слое
...
Изменение касательных напряжений с ростом контактных смещений в результате упрочнения при скольжении менее существенно, чем в области изменения смещений от нуля до величины, соответствующей переходу к скольжению
...
Это связано с тем, что механические свойства различны из-за разного деформационного (преимущественно для хЪлодной деформации) и скоростного (для горячей деформации) упрочнения в объеме и приконтактном слое
...
При рассмотрении контактного трения можно считать, что такая зависимость характерна для изменения касательных напряжений при переходе от прилипания к скольжению
...
В начальной стадии развития скольжения (точнее, при предварительных смещениях) в какой-либо точке контактной поверхности даже небольшой рост контактного смещения вызывает значительный рост касательного напряжения
...
По-видимому, если использовать для этих целей метод координатных сеток, то величина пластической деформации непосредственно на контактной поверхности алюминиевой заготовки, вычисленная по изменению шага координатной сетки после запрессовки, и будет являться величиной контактного смещения более пластичного материала (алюминия) относительно поверхности более твердого материала (стали)
...
Алюминиевую деталь предварительно разрезали по диаметру, анодировали до черного цвета, после чего на ее диаметральной плоскости и рабочем торце наносили координатную сетку с шагом 1 ■ 10~3 м
...
Это говорит о правомерности высказанных выше соображений о том, что степень пластической деформации и деформационного упрочне-дая материала, а следовательно, и напряжение пластического течения материала в приконтактных слоях значительно выше, чем в объеме алюминиевого сплава
...
При рассмотрении контактного трения можно считать, что такая зависимость характерна для изменения касательных напряжений при переходе от прилипания к скольжению
...

Немецко-русский словарь по сварке
Сварочные выпрямители
Электрошлаковая сварка
Клинопрессовая сварка давлением разнородных металлов
Сварка сплавов на основе алюминия и тугоплавких высокоактивных металлов. Учебное пособие
Основы сварочного производства: Учеб. пособие для техн. училищ
Проектирование технологии пайки металлических изделий: Справочник

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Клинопрессовая сварка давлением разнородных металлов