Физическая сущность образования сварного соединения — это технологический процесс получения неразъемных соедине-ний за счет расплавления кромок соединяемых элементов в месте такта или местного пластического деформирования металла >ягаемых поверхностей. Такое определение хотя и позволяет гнить процесс соединения элементов с инженерной точки я, не дает представления о физической сути механизма обра-цния сварного соединения. Рассмотрим другое определение: (сваркой понимают технологический процесс образования свар-го соединения за счет введения и термодинамически необратИ-№го превращения энергии и вещества в зоне контакта. Нетрудно представить, что образование сварного соедине-с—это процесс установления межатомных связей между ато-Шами кристаллических решеток взаимодействующих систем. Рас¬смотрим процесс образования межатомных связей (сварки) на Шримере. Возьмем два элемента, для простоты рассуждений Шдинаковых, и сблизим их на расстояние, равное параметру кри¬сталлической решетки (рис. 5.35, а). Достаточно ли этого для Получения устойчивых связей любого вида между атомами по-Кверхностных слоев двух систем? Оказывается, нет, потому что на fповерхности соединяемых элементов присутствуют посторонние §фещества в виде молекул адсорбированного газа, окисных пле¬нок, загрязнений и т.д., и атомы поверхностных слоев связаны с |вими соответствующими связями. Очевидно, чтобы разрушить |Ьти связи и обеспечить возможность межатомного взаимодей-ругвия, необходимо затратить определенную энергию. Известно f также, что всякая система стремится к такому состоянию, когда К^ровень ее внутренней энергии будет минимальным, т.е. система ^Находится в так называемой «потенциальной лунке», и в этом | «лучае она не способна вступать во взаимодействие с другими системами. Для того чтобы система могла вступить в химическое взаимодействие с другими системами, ее необходимо возбудить, т.е. сообщить ей определенную энергию и вывести за так называ¬емый энергетический барьер схватывания Ео (рис. 5.35, б). В этом состоянии система способна к взаимодействию, т.е. возможно образование связей.
Таким образом, для образования соединения (сварки) необ-ходим», затратить определённую энергию, которая будет расхо-доваться:
• на разрыв связей между атомами поверхностного слоя и веществами, находящимися на поверхности металла (газ, окис-ные пленки и т.п.);
• на вывод системы за энергетический барьер схватывания, т.е. обеспечение возможности протекания химического взаи¬модействия или электронного обмена.
Численно эта энергия равна сумме поверхностных энергий взаимодействующих систем и носит название энергии активации.
I—>°о
Е = VA.
акт £j i» .. (=2
где А(. — поверхностная энергия системы.
