этот факт уже становится
препятствием для создания новых способов сварки. Сварочная технология
в современных условиях может использовать механическую энергию в каких
угодно количествах, по любой программе ее действия.
Рассмотрим конкретный пример —
стыковой контактной сварки. Для осадки нагретых стержней используют
некоторую осадочную силу Р, которая и
обеспечивает на пути h энергию осадки.
Осадка производится достаточно быстро, чтобы считать, что справедливо
равенство
где ус — теплосодержание
единицы объема металла, отнесенное к градусу Цельсия; S — площадь
поперечного сечения свариваемых стержней; Гср — средняя
температура, какую получает весь нагретый металл за счет энергии осадки
Ph.
Проведя сокращение, равенство можно переписать
так:
Для стали СтЗ, например, чаще
всего рекомендуется величина энергии осадки р =
50Дж/см3. При ус = 5 Дж/(см3-°С) нагретый
объем стержней получит в среднем температурную добавку за счет энергии
осадки не более 10 "С. Становится удивительным, зачем же вообще эта
осадочная операция с ее 10-градусной добавкой
температуры.
Для оценки важности нагрева за
счет осадочной операции следует рассмотреть, чем заканчивается
операция осадки по самой плоскости контакта. Осадочная осевая сила в
плоскости контакта превращается в радиально расходящуюся, вызывая
радиальный сдвиг металла в плоскости контакта. И вот этот сдвиговый
эффект, завершающий любой процесс сварки давлением, и есть тот
необходимый энергетический, но уже кристаллически
микромасштабный всплеск энергии. В дальнейшем будет показано, какие
ощутимые температурные импульсы в масштабах элементарных
кристаллов создают сдвиговые эффекты, чем вообще завершаются все
процессы сварки давлением.
Рассмотрим обычный процесс
стыковой сварки несколько подробнее с учетом физического воздействия
на свариваемые детали каждого вида энергии. Стержни неравномерно нагреты,
волна теплопроводности направлена от свариваемого контакта к зажимным
губкам, звуковая волна от механической осадочной силы направлена в
обратную сторону — от губок к плоскости контакта. Обращается внимание на
то, что в описании действия двух видов энергии приходится переходить на
волновой язык. Это вызвано тем, что все реальные частицы кристаллической
структуры (атомы и свободные электроны) находятся в непрерывном колебании.
Этот факт определяет непрерывный волновой поток энергии от уровней
большого энергетического возбуждения к меньшим, еальные частицы (атомы,
свободные электроны) обладают не
