бомбардировки их «осколками» ядер, распавшихся под действием нейтронного облучения.

К числу других процессов, улучшающих сцепление металлов, следует отнести диффузию, растворение, смачивание, рекристаллизацию и т. д. Развитие этих процессов способствует увеличению поверхности сцепления и сил связей, повышению прочности сварного соединения.

Сцепление твердых металлов с расплавленными. Процессы сцепления между двумя металлами, один из которых находится п твердой, а другой в жидкой фазе, служат отличительным признаком пайки, однако и в условиях сварки они оказывают большое влияние на качество сварных соединений. Так, от смачиваемости основного металла расплавом зависит форма шва, а следовательно, 6Г^Ж?г-г и вибропрочность сварных со-

#///////////&//№////#//, единений.

ТХорошо известно, какие не-

Рис. 26. Схема поверхностных натя- приятности доставляет сварщи-жений при смачивании твердого тела кам сцепление жидких капель жидким.с основным металлом — налипа-

ние брызг. Это явление наблюдается особенно часто при сварке в углекислом газе, порошковой проволокой без флюса, при ручной дуговой сварке.

Описаны также процессы, по своей физической сущности занимающие промежуточное положение между сваркой и пайкой — омеднение, алитирование и др. При их осуществлении решающую роль играет сцепление между жидким расплавом и твердым металлом.

Необходимым условием установления металлической связи между атомами твердого и жидкого металла является сближение атомов, которое достигается при смачивании твердого тела жидким. С энергетической точки зрения самопроизвольно такое смачивание будет происходить только в том случае, если работа сил притяжения между жидкостью и твердым металлом (работа адгезии) будет равна или больше работы сил притяжения частиц жидкости друг к другу (работа когезии).

Смачивание зависит от химического сродства между контактирующими металлами, ив первую очередь, от их взаимной раствори-. мости. Металлы, образующие взаимные растворы или химические соединения и имеющие общие фазы на диаграмме состояний, обычно обладают хорошей взаимной смачиваемостью. Как правило, металлы хорошо смачиваются собственным расплавом. Нерастворимые друг в друге металлы чаще всего обладают плохой взаимной смачиваемостью (Ре—РЬ, А1—РЬ, Си—РЬ). Отмечено также, что смачивание улучшается при меньшей разнице температур плавления.

Измеряют смачивание косинусом краевого угла смачивания 0 (рис. 26):

. собб^ Ст-Г~°т~ж,(11.7)

где ат_г, ат_ж, аж_г — поверхностное натяжение соответственно на границе раздела твердое тело — газ, твердое тело — жидкость, жидкость — газ.

При б ~ смачивание твердого металла расплавом происходит

тем интенсивнее, чем меньше угол 6. Идеальная смачиваемость достигается при 6 = 0.

Растекание расплава по поверхности, или смачивание, осуществляется главным образом за счет поверхностной диффузии и потому облегчается при повышении температуры.

В реальных условиях поверхностное натяжение и растекание зависят от чистоты, состояния поверхности твердого тела, от состава расплавленного металла и других причин.

Введение в расплав поверхностно-активных примесей понижает аж_г и увеличивает cos 6, т. е. улучшает смачиваемость твердого тела жидким. Так, свинец не смачивает железа, однако при введении в расплав небольших количеств олова можно резко понизить аж_г и добиться вполне удовлетворительного смачивания. Это свойство олова используют во всех свинцово-оловянных припоях.

Кроме смачиваемости и некоторых литейных свойств (таких, как жидкотекучесть расплава), большое влияние на качество соединения оказывают физико-химические процессы, протекающие по границам раздела твердой и жидкой фаз, а также структура зоны схватывания.

Для осуществления физико-химического взаимодействия между твердым и жидким металлом нужно, чтобы температура твердого металла была выше или равна температуре плавления расплава. В противном случае кристаллизация, начавшаяся у границ холодного твердого тела, затруднит взаимодействие металлов и возникновение металлической связи. При соблюдении указанного условия на границе жидкость — твердое тело возможно растворение одного металла в другом или прямое образование химических соединений.

Нередки случаи, когда процессы растворения на границе сопровождаются образованием целого комплекса интерметаллических соединений. Например, при растворении железа в жидком алюминии можно ожидать образования FeAl3, FesAl3, Fe3Al7 и др. Структура зоны сцепления в этом случае оказывается весьма сложной, а соединение — непрочным из-за хрупкости интерметаллических соединений алюминия с железом.

Для ориентировочного определения состава фаз и характера структуры вблизи линии сцепления можно использовать диаграммы состояния соответствующих пар металлов. Однако нужно помнить, что кратковременность процессов нагрева и большие скорости охлаждения при сварке могут вызвать существенные отклонения от равновесных состояний, для которых построены стандартные диаграммы.